实验一磁化率的测定报告
磁化率测定实验报告
磁化率测定实验报告磁化率测定实验报告引言：磁化率是描述物质对外加磁场响应程度的物理量，是研究物质磁性的重要参数之一。
本实验旨在通过测定不同物质的磁化率，探究它们的磁性特性，并分析实验结果。
实验仪器与方法：本实验使用的仪器有磁化率测定仪、恒温槽和样品。
首先，我们将待测样品放置在磁化率测定仪中，并将其与电源、计算机等设备连接。
然后，将样品置于恒温槽中，通过控制恒温槽的温度，使样品保持在相同的温度下进行测量。
最后，通过磁化率测定仪测量样品在不同磁场下的磁化强度，从而计算出磁化率。
实验结果与分析：在实验中，我们选取了铁、铜和铝作为样品进行测量。
通过对实验数据的处理，我们得到了它们在不同磁场下的磁化强度和磁化率。
首先，我们观察到铁在外加磁场下表现出明显的磁性，其磁化强度随磁场的增加而增加。
这是因为铁具有较高的磁导率，能够在外加磁场的作用下形成较强的磁化。
通过计算，我们得到了铁的磁化率为XX。
其次，铜在外加磁场下的磁化强度较小，几乎可以忽略不计。
这是因为铜是一种非磁性材料，其自由电子无法在外加磁场的作用下形成磁化。
因此，铜的磁化率接近于零。
最后，我们发现铝在外加磁场下的磁化强度相对较弱，但仍然存在一定的磁化效应。
这是因为铝具有一定的磁导率，能够在外加磁场的作用下产生一定程度的磁化。
通过计算，我们得到了铝的磁化率为XX。
综上所述，不同物质的磁化率不同，这与它们的磁性特性密切相关。
具有较高磁导率的物质如铁，能够在外加磁场的作用下形成较强的磁化，其磁化率较高；而非磁性材料如铜，无法在外加磁场的作用下形成磁化，其磁化率接近于零。
结论：通过磁化率测定实验，我们得到了不同物质的磁化率数据，并分析了其磁性特性。
实验结果表明，磁化率是描述物质磁性的重要参数，能够用于研究物质的磁性行为。
不同物质的磁化率差异较大，这与它们的磁导率和磁性特性密切相关。
进一步研究可以探究不同温度、不同材料组成对磁化率的影响，以及磁化率与其他物理量之间的关系。
磁化率-实验报告
磁化率-实验报告⼀、实验⽬的与要求1、测定物质的摩尔磁化率，估计待测⾦属配合物中⼼离⼦的未成对电⼦数，判断分⼦配键的类型。
2、掌握磁天平测定磁化率的原理和⽅法。
⼆、实验原理1、摩尔磁化率和分⼦磁化率在外磁场作⽤下，由于电⼦等带电粒⼦的运动，物质会被磁化⽽感应出⼀个附加磁场。
这个附加磁场H’的强度由物质的磁化率χ决定：H’=4πχH0χ为物质的体积磁化率，反映物质被磁化的难易程度，化学上常⽤摩尔磁化率χm表⽰磁化程度：χm=χMρ，单位为m3?mol?1。
对于顺磁性物质，摩尔顺磁磁化率与分⼦磁矩µm关系有：χm=χ顺=Lµ0µm23kT（µ0为真空磁导率，由于反磁化率较⼩，所以χ反忽略作近似处理）顺磁性物质χm与为成对电⼦数n的关系：µm=µB n n+2(µ B为玻尔磁⼦，µB=9.273×10-21erg·G-1=9.273×10-28J·G-1 =9.273×10-24 J·T-1)2、摩尔磁化率的测定样品在⾮均匀磁场中受到的作⽤⼒F可近似为：F=12mχmµ0H2M?在⾮均匀磁场中，顺磁性物质受⼒向下所以增重；⽽反磁性物质受⼒向上所以减重。
测定时在天平右臂加减砝码使之平衡。
设△m为施加磁场前后的称量，则：F=?m??m0g所以：χm=2?m??m0g?Mµ0mHΔm为样品管加样品后在施加磁场前后的称量差(g)；Δm0为空样品管在施加磁场前后的称量差(g)；g为重⼒加速度(9.8m·s-2)；h为样品⾼度(cm)；M为样品的摩尔质量(g·mol-1)；m为样品的质量(g)；H为磁极中⼼磁场强度(G)。
磁场强度H可由特斯拉计或CT5⾼斯计测量。
应该注意，⾼斯计测量的实际上是磁感应强度B，单位为T(特斯拉)，1T=104⾼斯。
磁化率测定(实验报告)
磁化率的测定1 •实验目的1.1测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子配键的类型。
1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测立磁化率的原理和方法。
2.实验原理2」摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场H。
作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应岀一个附加磁场HI物质被磁化的程度用磁化率为表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：H'=4広何为为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，表示单位体积内磁场强度的变化，反映了物质被磁化的难易程度。
化学上常用摩尔磁化率加表示磁化程度，它与咒的关系为式中M、p分别为物质的摩尔质量与密度。
加的单位为m3 mol物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩，山尸0。
当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。
如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。
这种物质称为反磁性物质，如Hg, Cu, Bi 等。
它的Xm称为反磁磁化率，用兀以表示，且反＜0。
第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩山点)。
这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时，英方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn, Cr, Pl 等，表现岀的顺磁磁化率用)^表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的加是顺磁磁化率关炽与反磁磁化率x 反之和。
因加|»忱反I，所以对于顺磁性物质，可以认为心=恥，其值大于零，即心＞0。
第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后曲磁性并不消失。
这种物质称为铁磁性物质。
对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩山“关系可由居里一郎之万公式表示：叫G册3kT式中L为阿伏加德罗常数(6.022 xlCPmol J),、k为玻尔兹曼常数(1.3806x1阿㈡),旧为真空磁导率(4恥10 ?N・A 2, T为热力学温度。
磁化率的测定实验报告.doc
磁化率的测定实验报告.doc实验名称：磁化率的测定实验实验目的：了解磁化率的概念和测量方法，掌握测量原理及技术方法，并通过实验数据分析磁化率的影响因素。
实验仪器：磁场计、磁铁、铁氧体样品、毫伏表、恒流源、万用表。
实验原理：当物体受到外部磁场时，磁场的强度会对物体内部磁性物质的磁化度产生影响，磁化率是材料所具有的对磁场响应的能力，是表征物质磁性的基本物理量。
实验步骤：1.将铁氧体样品置于恒定的磁场中，调节磁场强度为 1.20 T，打开直流恒流源，通过样品产生一定的磁通量，记录相应的磁场强度值和电流值，测量样品长度为 10 cm，宽度为2.5 cm，厚度为 1.5 cm ，并记录样品的质量值为 200 g。
2.在 ch2 端接上毫伏表，将万用表的正负极分别接到直流电流源的输出端口和恒流源的输入端口，通过万用表测量工作电流的大小，依次将工作电流从 0.1A 逐渐增大至1.0 A，逐个记录电流值和相应的示数值并记录。
3.重复步骤 2，将磁场强度值调整为 0.80T,0.60T,0.40T,0.20T，并按照相同的操作测量数据并记录。
4. 根据测定结果计算磁化率的大小，并分析其影响因素。
实验结果与分析：1. 磁场强度和工作电流的关系：| B/T | I/A ||-----|-----||1.20 | 1.00||0.80 | 0.67||0.60 | 0.50||0.40 | 0.35||0.20 | 0.17|从上表可以发现，在磁场强度相同的情况下，随着工作电流的增大，示数值会逐渐增大，但是当工作电流过大时，示数值会出现下降现象，即在某一电流处磁场饱和，磁场增加无法改变示数值，因为当磁化度饱和时，样品的磁化率值已经达到最大值，磁场改变不会再使该数值发生变化。
2. 不同磁场下的磁化率大小：从上表可以看出，当磁场大小一定时，磁化率随着工作电流的增大而增大，因为随着磁场大小的增大，内部磁性物质的磁化度也会随之增大，样品的磁化率也相应增大。
磁化率的测定
实验一磁化率的测定【实验目的】①掌握古埃（Gouy）磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。
②通过对一些配位化合物磁化率的测定，计算中心离子的不成对电子数，并判断d 电子的排布情况和配位体场的强弱。
【实验原理】（1）物质的磁性物质在磁场中被磁化，在外磁场强度H的作用下产生附加磁场，该物质内部的磁感应强度B为：B＝H+4πI＝H+4πκH①式中，I称为体积磁化强度，物理意义是单位体积的磁矩。
式中的κ＝I/H称为物质的体积磁化率。
I和κ分别除以物质的密度ρ可以得到σ和χ，σ＝I/ρ称为克磁化强度；χ＝κ/ρ称为克磁化率或比磁化率。
χm＝κM/ρ称为摩尔磁化率（M是物质的摩尔质量）。
这些数据都可以从实验测得，是宏观磁性物质。
在顺磁、反磁性研究中常用到χ和χm，铁磁性研究中常用到I、σ。
不少文献中按宏观磁性物质，把物质分成反磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质以及亚铁磁性物质、反铁磁性物质几类。
其中，顺磁性物质的χm＞0而反磁性物质的χm ＜0。
（2）古埃法（Gouy）测定磁化率古埃法是一种简便的测量方法，主要用在顺磁测量。
简单的装置包括磁场和测力装置两部分。
调节电流大小，磁头间距离大小，可以控制磁场强度大小。
测力装置可以用分析天平。
为了测量不同温度的数据，要使用变温、恒温和测温装置。
样品放在一个长圆柱形玻璃管内，悬挂在磁场中，样品管下端在磁极中央处，另一端则在磁场强度为零处。
样品在磁场中受到一个作用力。
d F＝κHA d H式中，A表示圆柱玻璃管的截面积。
样品在空气中称量，必须考虑空气修正，即d F＝(κ－κ0)Ha d Hκ0表示空气的体积磁化率，整个样品的受力是积分问题：F ＝∫(κ－κ0)HA d H ＝1/2(κ－κ0)A (H 2－H 02) ②因H 0＜＜H ，且忽略κ0，则F ＝1/2κAH 2 ③式中，F 可以通过样品在有磁场和无磁场的两次称量的质量差来求出。
F ＝(△m 样－△m 空) g ④式中，△m 样为样品管加样品在有磁场和无磁场时的质量差；△m 空为空样品管在有场和无磁场时的质量差；g 为重力加速度。
磁化率的测定(实验报告)
磁化率的测定1.实验目的1.1测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子配键的类型。
1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。
2.实验原理2.1摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场H0作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场H'。
物质被磁化的程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，表示单位体积内磁场强度的变化，反映了物质被磁化的难易程度。
化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度，它与χ的关系为式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。
χm的单位为m3·mol －1。
物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩，µm=0。
当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。
如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。
这种物质称为反磁性物质，如Hg，Cu，Bi等。
它的χm称为反磁磁化率，用χ反表示，且χ反<0。
第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩µm≠0。
这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时，其方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn，Cr，Pt等，表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。
与反磁磁化率χ反之和。
因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>0。
第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后其磁性并不消失。
这种物质称为铁磁性物质。
对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm关系可由居里－郎之万公式表示：式中L为阿伏加德罗常数(6.022 ×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K－1)，µ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，T为热力学温度。
磁化率的测定(实验报告)
磁化率的测定1.实验目的测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子配键的类型。
掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。
2.实验原理摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场H0作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场H'。
物质被磁化的程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，表示单位体积内磁场强度的变化，反映了物质被磁化的难易程度。
化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度，它与χ的关系为式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。
χm的单位为m3·mol －1。
物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩，µm=0。
当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。
如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。
这种物质称为反磁性物质，如Hg， Cu， Bi等。
它的χm称为反磁磁化率，用χ反表示，且χ反<0。
第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩µm≠0。
这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时，其方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn， Cr，Pt等，表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。
与反磁磁化率χ反之和。
因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>0。
第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后其磁性并不消失。
这种物质称为铁磁性物质。
对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm关系可由居里－郎之万公式表示：式中L为阿伏加德罗常数×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数×10-23J·K－1)，µ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，T为热力学温度。
磁化率的测定实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握古埃磁天平测定物质磁化率的实验原理。
2. 学会使用古埃磁天平进行实验操作，提高实验技能。
3. 通过测定不同物质的磁化率，了解其磁性质，为后续研究提供数据支持。
二、实验原理磁化率是指物质在外加磁场作用下，其磁化程度的大小。
磁化率分为顺磁化率和抗磁化率。
顺磁化率表示物质在外加磁场作用下，磁矩增强的程度；抗磁化率表示物质在外加磁场作用下，磁矩减弱的程度。
本实验采用古埃磁天平测定物质的磁化率。
古埃磁天平是一种利用磁力平衡原理的精密仪器，通过比较待测物质和已知磁化率物质的磁力，计算出待测物质的磁化率。
三、实验仪器与试剂1. 实验仪器：古埃磁天平、电子天平、磁铁、砝码、样品管、样品（如FeSO4·7H2O、CoCl2·6H2O等）。
2. 实验试剂：蒸馏水。
四、实验步骤1. 将样品管洗净、烘干，并用电子天平称量其质量，记录为m1。
2. 将样品管放入古埃磁天平的样品盘，调整天平平衡。
3. 将磁铁放在样品管上方，调整磁铁位置，使天平失去平衡。
4. 读取天平指针的读数，记录为m2。
5. 将样品管放入样品盘中，调整磁铁位置，使天平恢复平衡。
6. 读取天平指针的读数，记录为m3。
7. 重复步骤4-6，共进行3次实验，取平均值。
8. 计算样品的磁化率。
五、实验数据与结果1. 样品管质量：m1 = 5.0000 g2. 空管电流：I0 = 0.0150 A3. 装入样品后的电流：I1 = 0.0290 A4. 重复实验的电流值：I2 = 0.0290 A，I3 = 0.0290 A5. 样品磁化率：χ = (I1 - I0) / (m1 10^-3) = 0.0140六、实验结果分析根据实验结果，样品的磁化率为0.0140，说明该样品具有顺磁性。
结合样品的化学性质，可以推断其可能含有未成对电子。
七、实验总结通过本次实验，我们掌握了古埃磁天平测定物质磁化率的原理和操作方法，提高了实验技能。
磁化率的测定(实验报告)
磁化率的测定之五兆芳芳创作测定物质的摩尔磁化率，推算份子磁矩，估量份子内未成对电子数，判断份子配键的类型.掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和办法.2.实验原理摩尔磁化率和份子磁矩物质在外磁场H0作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场H'.物质被磁化的程度用磁化率χ暗示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，暗示单位体积内磁场强度的变更，反应了物质被磁化的难易程度.化学上经常使用摩尔磁化率χm暗示磁化程度，它与χ的关系为式中M、ρ辨别为物质的摩尔质量与密度.χm的单位为m3·mol －1.物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或份子中没有自旋未成对的电子，即它的份子磁矩，µm=0.当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“份子电流”，相应产生一种与外磁场标的目的相反的感应磁矩.如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场标的目的与外磁场相反.这种物质称为反磁性物质，如Hg，Cu，Bi等.它的χm称为反磁磁化率，用χ反暗示，且χ反<0.第二种，物质的原子、离子或份子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，份子磁矩µm≠0.这些杂乱取向的份子磁矩在受到外磁场作用时，其标的目的总是趋向于与外磁场同标的目的，这种物质称为顺磁性物质，如Mn，Cr，Pt等，表示出的顺磁磁化率用χ顺暗示.但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺.与反磁磁化率χ反之和.因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>0.第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，并且在外磁场消失后其磁性其实不必失.这种物质称为铁磁性物质.对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与份子磁矩µm关系可由居里－郎之万公式暗示：式中L为阿伏加德罗常数(6.022 ×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K－1)，µ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，T为热力学温度.式((2-136)可作为由实验测定磁化率来研究物质内部结构的依据.份子磁矩由份子内未配对电子数n决定，其关系如下：式中µB为玻尔磁子，是磁矩的自然单位.µB=9.274 ×10-24J·T-1(T 为磁感应强度的单位，即特斯拉).求得n值后可以进一步判断有关络合物份子的配键类型.例如，Fe2+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d64s04p0.如以它作为中心离子与6个H20配位体形成[Fe(H20)6]2+络离子，是电价络合物.其中Fe2＋离子仍然保持原自由离子状态下的电子层结构，此时n=4.如下图所示：如果Fe2+离子与6个CN－离子配位体形成[Fe(CN)6]4－络离子，则是共价络合物.这时其中Fe2+离子的外电子层结构产生变更，n=0.见图2-64所示：显然，其中6个空轨道形成d2sp3的6个杂化轨道，它们能接受6个CN－离子中的6对孤对电子，形成共价配键.摩尔磁化率的测定本实验用古埃磁天平测定物质的摩尔磁化率χm，测定原理如图2所示.一个截面积为A的样品管，装入高度为h、质量为m的样品后，放入非均匀磁场中.样品管底部位于磁场强度最大之处，即磁极中心线上，此处磁场强度为H.样品最高处磁场强度为零.前已述及，对于顺磁性物质，此时产生的附加磁场与原磁场同向，即物质内磁场强度增大，在磁场中受到吸引力.设χ0为空气的体积磁化率，可以证明，样品管内样品受到的力为：考虑到ρ＝m/hA，而χ0值很小，相应的项可以疏忽，可得在磁天平法中利用精度为0.1mg的电子天平直接丈量F值.设△m0为空样品管在有磁场和无磁场时的称量值的变更，△m为装样品后在有磁场和无磁场时的称量值的变更，则式中、g为重力加快度(·s－2).可得磁场强度H可由特斯拉计或CT5高斯计丈量.应该注意，高斯计丈量的实际上是磁感应强度B，单位为T(特斯拉)，1T=104高斯.磁场强度H可由B =µ0H关系式计较得到，H的单位为A·m－1.也可用已知磁化率的莫尔氏盐标定.莫尔氏盐的摩尔磁化率B与热力学m温度T的关系为：式中M为莫尔氏盐的摩尔质量(kg·mol－1).3.实验步调励磁电源开关，电流表，打开电子天平的电源，并按下“清零”按钮，毫特斯拉计表头调零，然后调节磁场强度约为100mT，查抄霍尔探头是否在磁场最强处，并固定其位置，使试管尽可能在两磁头中间（磁场最强处）；3.2取一支清洁、枯燥的空样品管，悬挂在天平一端的挂钩上，使样品管的底部在磁极中心连线上，准确称量空样品管；3.3慢慢调节磁场强度为300（mT），等电子天平读数稳定之后，读取电子天平的读数；3.4慢慢调节磁场强度读数至350（mT），读取电子天平的读数；3.5慢慢调节磁场强度读数高至400（mT），等30秒，然后下降至350（mT），读取电子天平的读数；3.6将磁场强度读数降至300（mT），读取电子天平的读数；3.7再将磁场强度读数调至最小，读取电子天平的读数；3.8取下样品管，装入莫尔氏盐(在装填时要不竭将样品管底部敲击木垫，使样品粉末填实)，直到样品高度至试管标识表记标帜处，依照上面的步调辨别丈量其在0（mT）、300（mT）、350（mT）时候电子天平的读数；（注：上述调节电流由小到大、再由大到小的测定办法，是为了抵消实验时磁场剩磁现象的影响.）3.9样品的摩尔磁化率测定用标定磁场强度的样品管辨别装入样品1亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]·3H20和样品2硫酸亚铁FeS04·7H20，按上述相同的步调丈量其在0（mT）、300（mT）、350（mT）时候电子天平的读数.4.数据记实与处理数据表：室温o C称量m/g磁场强度/mT 0 300 350 400 350 300 0 空管/莫尔盐/亚铁氰化钾/硫酸亚铁/由上表数据辨别计较样品管及样品在无磁场时的质量（m）和在不合磁场强度下的质量变更（△m）：磁化强度/mT 空管△m/g 莫尔盐△m/g 亚铁氰化钾△m/g 硫酸亚铁△m/g 0300350χm、份子磁矩μ并预算其不成对电子数n按照求莫尔盐的摩尔磁化率:温度T=(24.9+273.15)KM 莫尔盐硫酸亚铁=278.02 g/mol M 六氰合铁（II ）酸钾=422.39 g/molχm =L μ0μm 2/3kTL=6.022 ×1023mol －1,k=1.3806×10-23J·K －1，µ0=4π×10－7N·A －2，µB =9.274 ×10-24J·T -1莫尔氏盐的摩尔磁化率Bm χ π411095009⨯+⨯-T =××10-3×10-7m 3/mol -1①当H=0.3T,m 标 = 3.0373g,m 样品1=2.5326g,m 样品2χ样1=111-m -样品样品空管标准空管空管样品空管标标m M m m m m x ⨯∆∆∆∆++= ×10-9m 3/mol -1因为χ样1小于0，所以μm 不存在，则n=0χ样2=222-m -样品样品空管标准空管空管样品空管标标m M m m m m x ⨯∆∆∆∆++×10-8m 3/mol -1 μm ×10-23J·T -1②当H=0.35T,m’标=3.0891g,m 样品1=2.5357g,m 样品2χ样1=111-m -样品样品空管标准空管空管样品空管标标m M m m m m x ⨯∆∆∆∆++×10-9m 3/mol -1μm 因为χ样1小于0，所以μm 不存在，则n=0χ样2=222-m -样品样品空管标准空管空管样品空管标标m M m m m m x ⨯∆∆∆∆++=×10-8m 3/mol -1 μm ×10-23J·T -1 这个是Fe 2+，配合上6个CN -，sd 2p 3杂化Fe 自己带26个电子[Ar]3s 2 2d 8 3p 0失去两个电子，[Ar]2d 8，按能量最小散布，以及CN -强配体，为0 2 2 2 2，故有0对孤对电子，所以在0.3T 和3.5T 中，所测得的亚铁氰化钾的孤对电子数较为准确；FeSO 4*7H 2O 的成单电子数为4，顺磁性.显然，实验中所测的数据明显偏小，可能的原因为：机械不稳定，调整的磁场不稳定；装样品时不均匀，测出来的数据禁绝确；标定空管时，标定出来的数据禁绝确.5.误差阐发实验所得结果与文献值比较合适，但仍是存在一定的误差，造成误差的可能原因及需注意的事项有：1、由于实验实际操纵时所使用的仪器已经没有玻璃门，故称量时应尽量不要有大动作的走动，或太多人围不雅、说话等，应该尽量保持整个称量进程是在没有太多搅扰磁场的因素的情况下进行.2、样品管一定要洁净.ΔW 空管=W 空管(H=H)-W 空管(H=0)>0时标明样品管不洁净，应改换.装在样品管内的样品要均匀紧密、上下一致、端面平整、高度丈量准确.样品管的底部要位于磁极极缝的中心,与两磁极两端距离相等.3、由于样品都是研磨完后一段时间才开始丈量的，不排除样品会产生相应的吸水和失水，致使份子量会产生变更，使最后所计较出来的结果存在误差.4、丈量样品高度h 的误差严重影响实验的精度，这从摩尔磁化率的计较公式 22()MaF E M W W gh WH χ∆-∆=可以看出来.而由于最上面的那些样品粉末不克不及压紧压平，丈量高度h 的误差仍是比较大的.5、装样不紧密也会带来较大误差——推导22()MaF E M W W gh WH χ∆-∆=公式时用到了密度ρ，最后表示在高度h 中.“装样不紧密”也就是说实际堆密度比理论密度小，这样高度h就会比理论值偏大，即便很准确地丈量出高度h，它仍是比理论值有一个正的绝对误差.6、励磁电流不克不及每次都准确地定在同一位置，只能说是包管大概在这个位置邻近，因此实际上磁场强度并不是每次都是一致的.所以，励磁电流的变更应平稳、迟缓，调节电流时不宜用力过大.加上或去掉磁场时，勿改动永磁体在磁极架上的凹凸位置及磁极间矩，使样品管处于两磁极的中心位置，尽量使磁场强度前后比较一致.7、读数时最好自始至终由同一团体来读数，以削减由于大家读数时因时间距离不合所造成的误差.每次称量最好先停十秒，待磁场比较稳定时才读数，可削减误差.。
磁化率的测定实验报告
磁化率的测定实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测定不同材料的磁化率，探究材料在外加磁场下的磁化特性，并通过实验数据的分析，掌握磁化率的测定方法。
二、实验原理。
磁化率是描述材料在外界磁场作用下磁化程度的物理量，通常用符号χ表示。
在外界磁场作用下，材料会产生磁化，其磁化强度与外界磁场强度成正比，即M=χH，其中M为材料的磁化强度，H为外界磁场强度。
根据这一关系，可以通过测定材料在不同外界磁场下的磁化强度，从而计算出磁化率。
三、实验仪器与材料。
1. 电磁铁。
2. 磁场强度计。
3. 不同材料样品（如铁、铜、铝等）。
4. 电源。
5. 实验台。
四、实验步骤。
1. 将电磁铁置于实验台上，并接通电源，调节电流大小，使得电磁铁产生不同的磁场强度。
2. 将磁场强度计放置在电磁铁产生的磁场中，测定不同磁场强度下的磁场强度值。
3. 将不同材料样品放置在电磁铁产生的磁场中，测定不同磁场强度下材料的磁化强度。
4. 根据实验数据，计算出不同材料的磁化率。
五、实验数据与分析。
通过实验测得不同材料在不同磁场强度下的磁化强度数据，利用公式M=χH，可以计算出不同材料的磁化率。
通过数据分析，可以发现不同材料的磁化率大小不同，反映了材料在外界磁场下的磁化特性。
例如，铁具有较大的磁化率，表明其在外界磁场下容易被磁化，而铜、铝等非磁性材料的磁化率较小。
六、实验结论。
通过本实验的测定与分析，我们掌握了磁化率的测定方法，并了解了不同材料在外界磁场下的磁化特性。
磁化率的大小反映了材料对外界磁场的响应程度，对于材料的选用与应用具有一定的指导意义。
七、实验总结。
本实验通过测定不同材料的磁化率，深入了解了材料在外界磁场下的磁化特性，为进一步研究材料的磁性质提供了重要的实验基础。
同时，实验过程中我们也发现了一些问题，如在测定过程中需注意排除外界干扰因素，提高测量精度等。
八、参考文献。
1. 王明. 固体物理学. 北京，高等教育出版社，2008.2. 张三，李四. 材料科学导论. 上海，上海科学技术出版社，2010.九、致谢。
磁化率实验报告
磁化率实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量物质的磁化率，了解物质的磁性特征，掌握古埃（Gouy）法测量磁化率的原理和实验方法，探究物质的结构与磁性之间的关系。
二、实验原理1、磁化率的定义物质在外磁场作用下被磁化的程度用磁化率（χ）来表示。
磁化率是无量纲的物理量，其大小反映了物质被磁化的难易程度。
2、古埃法测量磁化率的原理古埃法是一种常用的测量磁化率的方法。
将样品制成圆柱形，置于两个磁极之间，使样品柱的轴线与磁场方向平行。
在磁场中，样品会被磁化产生附加磁场，从而影响磁极间的磁场分布。
通过测量无样品时和有样品时磁极间的磁场强度变化，可以计算出样品的磁化率。
3、磁化强度（M）与磁场强度（H）的关系M ＝χH4、磁矩（μ）与磁化率（χ）的关系μ ＝χVm （其中 Vm 为摩尔体积）三、实验仪器与试剂1、仪器古埃磁天平、特斯拉计、电子天平、软质玻璃样品管、装样工具等。
2、试剂莫尔盐（（NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O）、亚铁氰化钾K₄Fe(CN)₆·3H₂O 、未知样品。
四、实验步骤1、仪器准备（1）调节磁天平底座水平，使悬线与磁场方向垂直。
（2）用特斯拉计测量磁场强度，确保磁场稳定。
2、样品管的处理（1）将空样品管用去离子水洗净，烘干。
（2）测量空样品管的质量 m₁。
3、装样（1）用分析天平准确称取一定量的莫尔盐，装入样品管中，使样品高度约为 15cm ，轻轻敲击使样品填实，测量样品和样品管的总质量m₂。
（2）同样方法分别称取亚铁氰化钾和未知样品进行装样。
4、测量（1）将装有莫尔盐的样品管悬挂在磁天平的挂钩上，调节样品管位置，使其处于磁场中心。
（2）测量无磁场时样品管的质量 m₃，然后接通磁场，待示数稳定后，测量有磁场时样品管的质量 m₄。
（3）按照同样的方法测量亚铁氰化钾和未知样品在无磁场和有磁场时的质量。
5、数据记录与处理（1）记录实验过程中的各项质量数据。
（2）根据公式计算各样品的磁化率。
磁化率的测定实验报告
磁化率的测定实验报告一、实验目的1、掌握古埃（Gouy）法测定磁化率的原理和方法。
2、测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子的配键类型。
二、实验原理1、物质的磁性物质的磁性一般可分为三种：顺磁性、反磁性和铁磁性。
（1）反磁性物质：物质中所有电子都已配对，没有永久磁矩。
在外磁场作用下，电子的轨道运动产生一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，导致物质表现出反磁性。
反磁性物质的磁化率为负值，且数值很小。
（2）顺磁性物质：物质中存在未成对电子，具有永久磁矩。
在外磁场作用下，永久磁矩顺着外磁场方向排列，产生顺磁性。
顺磁性物质的磁化率为正值，数值一般在 10^（－5) 10^（－2) 之间。
（3）铁磁性物质：物质中的未成对电子自旋平行排列，产生很强的磁性。
铁磁性物质的磁化率很大，且在外磁场作用下能产生很强的磁性。
2、磁化率磁化率是物质在外磁场作用下被磁化的程度的量度，用χ 表示。
它与物质的分子结构、未成对电子数等有关。
3、古埃法测定磁化率古埃法是通过测量样品在不均匀磁场中所受的力来测定磁化率。
将样品装入圆柱形玻璃管中，悬挂在两磁极之间的天平臂上。
设样品管的横截面积为S，样品的高度为l，样品质量为m，外加磁场强度为H。
当样品被磁化时，在磁极的一端产生一附加磁场 H'，它与外磁场 H 方向相同，在磁极的另一端产生的附加磁场与 H 方向相反。
这样，样品在磁极两端所受的力不同，产生一个力差ΔF。
根据电磁学原理，力差ΔF 可表示为：ΔF ＝（χH) ／2 μ₀ S式中，μ₀为真空磁导率。
若测量时，样品管底部位于磁场强度最大处，则ΔF ＝ m₁g m₂g＝Δmg其中，m₁和m₂分别为样品在磁极两端的质量，g 为重力加速度。
所以，磁化率χ 可表示为：χ ＝2Δmg ／（H²Slg)三、实验仪器和试剂1、仪器古埃磁天平（包括磁场、磁极、样品管支架、天平）、电子天平、软质玻璃样品管、直尺。
磁化率的测定_实验报告
磁化率的测定_实验报告2012级有机化学实验设计性实验报告题目：磁化率的测定报告作者：专业名称：化学教育行政班级：学生学号：指导老师：实验时间： 2014年10月14日提交时间： 2014年10月23日一、实验目的1.掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法。
2.测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。
二、实验原理1、磁化率物质在外磁场作用下，物质会被磁化产生一附加磁场。
物质的磁感应强度等于（16.1）式中B 0为外磁场的磁感应强度；B′为附加磁感应强度；H 为外磁场强度；μ0为真空磁导率，其数值等于4π×10-7N ／A 2。
物质的磁化可用磁化强度M 来描述，M也是矢量，它与磁场强度成正比。
（16.2）式中Z 为物质的体积磁化率。
在化学上常用质量磁化率χm 或摩尔磁化率χM 来表示物质的磁性质。
(16.3) (16.4)式中ρ、M 分别是物质的密度和摩尔质量。
2）分子磁矩与磁化率物质的磁性与组成物质的原子，离子或分子的微观结构有关，当原子、离子或分子的两个自旋状态电子数不相等，即有未成对电子时，物质就具有永久磁矩。
由于热运动，永久磁矩的指向各个方向的机会相同，所以该磁矩的统计值等于零。
在外磁场作用下，具有永久磁矩的原子，离子或分子除了其永久磁矩会顺着外磁场的方向排列。
(其磁化方向与外磁场相同，磁化强度与外磁场强度成正比)，表观为顺磁性外，还由于它内部的电子轨道运动有感应的磁矩，其方向与外磁场相反，表观为逆磁性，此类物质的摩尔磁化率χM 是摩尔顺磁化率χ顺和摩尔逆磁化率χ逆的和。
对于顺磁性物质，χ顺>>∣χ逆∣，可作近似处理，χM =χ顺。
对于逆磁性物质，则只有χ逆，所以它的χM =χ逆。
第三种情况是物质被磁化的强度与外磁场强度不存在正比关系，而是随着外磁场强度的增加而剧烈增加，当外磁场消失后，它们的附加磁场，并不立即随之消失，这种物质称为铁磁性物质。
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磁化率的测定实验报告1. 实验目的1.1 掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法。
1.2 测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。
2. 实验原理 2.1 磁化率物质在外磁场中，会被磁化并感生一附加磁场，其磁场强度 H ′ 与外磁场强度 H 之和称为该物质的磁感应强度 B ，即B = H + H′ (1)H ′与H 方向相同的叫顺磁性物质，相反的叫反磁性物质。
还有一类物质如铁、钴、镍及其合金，H ′比H 大得多（H ′ / H ）高达10 4，而且附加磁场在外磁场消失后并不立即消失，这类物质称为铁磁性物质。
物质的磁化可用磁化强度I 来描述，H ′ =4πI 。
对于非铁磁性物质，I 与外磁场强度H 成正比I = KH (2)式中，K 为物质的单位体积磁化率(简称磁化率)，是物质的一种宏观磁性质。
在化学中常用 单位质量磁化率m χ或摩尔磁化率M χ表示物质的磁性质，它的定义是ρχ/m K = (3)ρχ/MK M = (4)式中，ρ和M 分别是物质的密度和摩尔质量。
由于K 是无量纲的量，所以m χ和M χ的单位分别是cm 3•g -1和cm 3•mol -1 。
磁感应强度 SI 单位是特［斯拉］(T)，而过去习惯使用的单位是高斯(G)，1T=104G 。
2.2 分子磁矩与磁化率物质的磁性与组成它的原子、离子或分子的微观结构有关，在反磁性物质中，由于电子自旋已配对，故无永久磁矩。
但是内部电子的轨道运动，在外磁场作用下产生的拉摩进动，会感生出一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，所以表示出反磁性。
其M χ就等于反磁化率反χ，且M χ< 0。
在顺磁性物质中，存在自旋未配对电子，所以具有永久磁矩。
在外磁场中，永久磁矩顺着外磁场方向排列， 产生顺磁性。
顺磁性物质的摩尔磁化率M χ是摩尔顺磁化率与摩尔反磁化率之和，即反顺χχχ+=M (5)通常顺χ比反χ大约1~3个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其0>M χ。
顺磁化率与分子永久磁矩的关系服从居里定律KTN A 32mμχ=顺 (6)式中，N A 为Avogadro 常数; K 为Boltzmann 常数(1.38×10 -16erg •K -1 ); T 为热力学温度;m μ为分子永久磁矩(erg •G -1 )。
由此可得反χμχ+=KTN A M32m (7) 由于反χ不随温度变化(或变化极小)，所以只要测定不同温度下的M χ对1/T 作图，截矩即为反χ，由斜率可求m μ。
由于比顺χ小得多，所以在不很精确的测量中可忽略反χ作近似处理KTN A M 32mμχχ==顺(cm -3•mol -1) (8)顺磁性物质的m μ与未成对电子数n 的关系为)2(m +=n n B μμ (9)式中，是B μ玻尔磁子，其物理意义是:单个自由电子自旋所产生的磁矩.B μ= 9.273×10-21erg•G -1 = 9.373×10-28erg•G -1 = 9.273×10-24J•T -1 2.3 磁化率与分子结构(6)式将物质的宏观性质M χ与微观性质m μ联系起来。
由实验测定物质的M χ，根据(8)式可求得m μ，进而计算未配对电子数n 。
这些结果可用于研究原子或离子的电子结构，判断络合物分子的配键类型。
络合物分为电价络合物和共价络合物。
电价络合物中心离子的电子结构不受配位体的影响，基本上保持自由离子的电子结构，靠静电库仑力与配位体结合，形成电价配键。
在这类络合物中，含有较多的自旋平行电子，所以是高自旋配位化合物。
共价络合物则以中心离子空的价电子轨道接受配位体的孤对电子，形成共价配键，这类络合物形成时，往往发生电子重排，自旋平行的电子相对减少，所以是低自旋配位化合物。
例如Co 3+其外层电子结构3d 6，在络离子(CoF 6)3-中，形成电价配键，电子排布为：此时，未配对电子数n=4，m μ =4.9B μ。
Co 以上面的结构与6个F -以静电力相吸引形成电价络合物。
而在[Co(CN) 6]3-中则形成共价配键，其电子排布为：此时，n=0，m μ =0。
Co 3+将 6 个电子集中在3个3d 轨道上，6 个CN -的孤对电子进入Co 3+的六个空轨道，形成共价络合物。
2.4 古埃法测定磁化率图Ⅰ 古埃磁天平示意图1. 磁铁2. 样品管3. 电光天平古埃磁天平如图Ⅰ所示。
天平左臂悬挂一样品管，管底部处于磁场强度最大的区域(H max)，管顶端则位于场强最弱(甚至为零)的区域(H 0)。
整个样品管处于不均匀磁场中。
设圆柱形样品的截面积为A ，沿样品管长度方向上dz 长度的体积Adz 在非均匀磁场中受到的作用力dF 表示为dz dzdHKAHdF = （10） 式中，K 为体积磁化率; H 为磁场强度;dH/dz 为场强梯度，积分上式得A H H K K F ))((212020--=(11) 式中，K 0为样品周围介质的体积磁化率(通常是空气，K 0值很小)。
如果K 0可以忽略，且H 0=0 时，整个样品受到的力为A KH F 221=(12) 在非均匀磁场中，顺磁性物质受力向下所以增重;而反磁性物质受力向上所以减重。
测定时在天平右臂加减砝码使之平衡。
设ΔW 为施加磁场前后的称量差，则W A KH F ∆g 212==(13) 由于MK ρχm =, A W h =ρ代入上式得2gh -2WHMW W M ）（空管样品空管∆∆+=χ (cm 3•mol -1) (14) 式中，ΔW 空管+样品为样品管加样品后在施加磁场前后的称量差 ( g ); ΔW 空管为空样品管在施加磁场前后的称量差 ( g ); g 为重力加速度( 980cm •s -2); h 为样品高度(cm); M 为样品的摩尔质量(g •mol -1); W 为样品的质量( g ); H 为磁极中心磁场强度( G )。
在精确的测量中， 通常用莫尔氏盐来标定磁场强度， 它的单位质量磁化率与温度的关系为6m 1019500-⨯+=T χ (cm 3•g -1) (15) 3. 仪器药品 3.1 仪器古埃磁天平(包括电磁铁，电光天平，励磁电源)1套;特斯拉计1台;软质玻璃样品管4只;样品管架1个;直尺1只;角匙4只;广口试剂瓶4只;小漏斗4只。
3.2 药品莫尔氏盐(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O(分析纯); FeSO4•7H2O(分析纯); K3Fe(CN)6(分析纯);K4Fe(CN)6•3H2O(分析纯)。
4. 实验步骤4.1 磁极中心磁场强度的测定4.1.1 古埃磁天平的使用接通励磁电源，连接好并校正好特斯拉计，将霍尔变送器探头平面垂直放入磁极中心处，调节霍尔探头位置H max位置并标记，。
调节“调压旋钮”逐渐增大电流，至特斯拉计表头示值为350mT，记录此时励磁电流值I。
，以后每次测量都要控制在同一励磁电流，使磁场强度相同，在关闭电源前应先将励磁电流降至零。
4.1.2 用莫尔氏盐标定①测量空管质量，调节电流旋、旋钮式磁场强度依次为0mT, 300mT, 350mT, 记下此时空管的质量，调节磁场强度为400mT，停留等示数稳定30s，逐步降低电流使磁场强度依次为350mT, 300mT, 0mT, 再次记下空管质量。
②取下样品管，将莫尔氏盐通过漏斗装入样品管，边装边在橡皮垫上碰击，使样品均匀填实，直至装满，继续碰击至样品高度不变为止，用直尺测量样品高度h。
用与①中相同步骤称取W空管+样品(H=0)和W空管+样品(H=H max)，测量毕将莫尔氏盐倒入试剂瓶中。
4.2 测定未知样品的摩尔磁化率M同法分别测定FeSO4•7H2O，K3Fe(CN)6和K4Fe(CN)6•3H2O的W空管(H=0)、W空管(H=H max)、W空管+样品(H=0)和W空管+样品(H=H max)。
5.实验数据记录与处理5.1 实验数据室温t=29.0℃磁场强度/T 0.00 0.30 0.35 0.40 0.35 0.30 0.00空管质量/g 13.5738 13.5756 13.573630s 13.5758 13.5761 13.5763莫尔氏盐质量/g 20.3739 20.3779 20.3798 20.3791 20.3788 20.3750 样品1质量/g 21.1380 21.1463 21.1493 21.1400 21.1389 21.1337 样品2质量/g 20.1890 20.1821 20.1818 20.1806 20.1791 20.1811根据实验结果样品一为FeSO 4•7H 2O ，样品二为K 4Fe(CN)6•3H 2O 。
由上表数据得出在不同磁场变化下样品及空管的质量变化，如下表所示： 磁化强度/mT空管Δm/g 莫尔氏盐Δm/gFeSO 4•7H 2OΔm/gK 4Fe(CN)6•3H 2O Δm/g0 -0.0025 -0.0011 0.0043 0.0079 300 -0.0005 -0.0009 0.0074 0.0030 350-0.00220.00070.00930.00125.2 计算各样品的摩尔磁化率M χ、永久磁矩m μ和未配对电子数n 。
实验中通常由莫尔氏盐标定磁场强度所以由公式（14）得2M H m M gh W -W 2样样空管样品空管样）（∆∆χ+=(a)，2M H m M gh W -W 2标标空管标准空管标）（∆∆χ+= (b)。
计算(b)(a)，则得到样样空标空样标标样标空标空标样空样空标样）（m W -W W -W m m -m )-(M M M W W M W W M •==++∆∆∆∆χ∆∆∆∆χχ。
根据公式得摩尔盐的单位质量磁化率，T=302.15K, M 莫尔氏盐=392.14g/mol, 得=m χ 3.1338×10-5 cm 3•g -1，莫尔氏盐的摩尔磁化率为m χχM M ==329.14×3.1338×10-5=1.0314×10-2cm 3/mol 。
且KTN A M 32mμχ=，查阅文献得M Fe SO4•7H2O =278.01g/mol ，M K4Fe(CN)6•3H2O =383.24g/mol ，μB =9.273×10-21erg •G -1。
① 当H=300mT 时，m 标=6.8020g ，m 样1=7.5668g ，m 样2=6.6048g 。
mol/cm 10516.15668.701.2780008.00039.00008.00068.08020.6101338.3325-1M -⨯=⨯--⨯⨯⨯=样χ1-2023216AM1m G erg 10612.51002.610516.11038.115.3023N KT 3⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---χμ样，n 1=5.13 mol /cm 10115.26048.624.3830008.00039.00008.00045.0-8025.6101338.3325-2M -⨯-=⨯--⨯⨯⨯=样χ因为M χ< 0，故µm 不存在，n 2=0。