(完整版)物理化学实验思考题及参考答案

7、络合物磁化率的测定

1、什么是磁化率?磁化率是用来表示物质的的磁性的物理量,等于磁化强度M与磁场强度H之比,即

M??H。在

化学中,常用质量磁化率

?m或摩尔磁化率

?M来表示物质的磁性:

?m????M?M??m? ;

??M?。

2、辨析顺磁性物质、逆磁性物质、铁磁性物质。

在外磁场的作用下,具有永久磁矩的物质既有顺磁性也有反磁性,此类物质的摩尔磁化率?M顺磁性物质?顺??顺??反。对于

???逆,则可近视处理,?M??顺。对于逆磁性物质,则只有?逆,所以它的?M??逆。

物质被磁化的强度与磁场强度不成正比关系,而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。

3、磁化率与分子磁矩的关系是什么?与未成对电子数的关系是什么?

磁化率是物质的宏观性质,分子磁矩是物质的微观性质,用统计力学的方法可以得到摩尔磁化率和分子永久磁矩

?m?顺间的关系,即

2L?0?mC??3KTT,式中?m与未成对电子数n的关系为:

?m??Bn(n?2)。

4、结合教材古埃磁天平工作原理示意图,简述磁化率的测定原理。

通过物在不均匀磁场中所收到的力,求出物质的磁化率。对于顺磁性物质,在不均匀磁场中,当不考虑周围介质和

1???0?H2?A 由于样品所受磁场力作用使天平失去平衡,2?m??12可在天平的另一臂减砝码使其平衡,设质量差为?m则有:fz????0?H?A?g?m又由于??,

M22?m?g?h?M?M?m?0?m?H2,式中磁场高度H可测,?M与热力学温度T的关系为:??则

h?A9500?M??4???10?9。 T?1当地磁场强度的影响时,整个样品所受的力为:fz?5、样品需要作什么预处理,怎么样装入样品管?对管内样品高度有何要求?

预处理:样品应先研细,放在装有浓酸的干燥器中干燥。装入方法:取下样品管用小漏斗装入样品,并不断让样品管底部在软垫上轻轻碰击,是样品均匀填实,直至所要求的高度。高度要求:样品高度在10cm以上,用尺准确测量。 6、称量时,样品管怎么样放置才好?

称量时,样品管应正好处于两磁极之间,其底部与磁极中心线齐平。悬挂样品管的悬线不与任何物件接触。 7、本实验磁天平的励磁电流和磁场强度有何关系?

不同励磁电流下测得的样品摩尔磁化率是否相同? 相同,摩尔磁化率是物质特征的物理性质,不会因为励磁电流的不同而变。

8、简述实验过程,并说明关键步骤(操作)是什么?

实验过程:1、开机预热(电子天平30min)2、安装样品管,样品管应尽可能处于两磁头的中心位置3、设置仪器4、

(H)(H)测量不同磁场强度下的?m空管5、测量不同磁场强度下莫尔氏盐的?m空管?样品6、测量不同磁场强度下样(H)品的?m空管?样品7、测量完毕后将电流调到最小关机。关键步骤:1、样品的安装及样品的加入2、不同磁场强

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(H)(H)度下?m空管和?m空管?样品

9、讨论本实验的误差因素。

1、样品高度为均匀填实是样品的高度与标样的高度不一致带来误差

2、 样品管在磁场中的位置: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。

6、参比电极应具备什么条件?有何作用?

答:参比电极应具备的条件是:(1)必须是可逆电极,它的电极电势也是可逆电势;(2)必须具有良好的稳定性和重现性,即电极电势稳定,不易在空气中发生反应,与放置时间影响不大,各次制作的同样的参比电极,其电极电势也基本相同;(3)由金属和金属难溶盐或金属难溶氧化物组成的参比电极属于第二类电极,如银-氯化银电极、汞-氯化汞电极、汞-氧化汞电极,要求这类金属的盐或氧化物在溶液中的溶解度很小。

参比电极作用:与被测电极组成电池,通过测量电池电动势,然后根据参比电极的电势求得被测电极的电极电势。

池的电动势。电池与伏特计接通后有电流通过,在电池两极上会发生极化现象,使电极偏离平衡状态。另外,电池本身有内阻,伏特计所量得的仅是不可逆电池的端电压。 因此电池电动势不能直接用伏特计来测定。

14. 盐桥的作用是什么?选择盐桥液应注意什么问题?

答:盐桥的作用是降低液接电势,但不能完全消除。选择盐桥液应注意以下几个问题:①用作盐桥的电解质正负离子的摩尔电导率尽可能接近;②用作盐桥的电解质不能与电池中的电解质发生反应;③盐桥中盐的浓度要很高,常用饱和溶液。因此常用饱和KCl溶液作为盐桥,因为K+与Cl-的迁移数相近,当有Ag+时,用KNO3或NH4NO3饱和溶液。

15. 在原电池电动势的测定实验中,如何判断所测量的电动势为平衡电势 ?

答:为判断所测量的电动势是否为平衡电势,一般应在15min左右时间内,等间隔地测量7-8个数据。若这些数据是在平均值附近摆动,偏差小于±0.5mV,则可认为已达平衡,可取其平均值作为该电池的电动势。

16. 什么是原电池的电动势?

答:电池在电流无限小(即电池处于平衡状态)时的电势。

17. 如何维护和使用标准电池以及检流计?

答:标准电池的使用:切勿将电池倒转、倾斜或者摇动;正负极不能接错;校正电位计用,不作电源,不允许有10-4A以上的电流通过,故绝不可用伏特计测其电压或用万用表试其是否为通路。

检流计的使用:检流计两端的电压不能过大,否则会造成电流超过检流计的最大量程值,损坏检流计;在使用之前要检查指针是否指零,如果不指零就要手动调节,否则会测出错误的值;最后,和检流计相串联的滑动变阻器要足够大,在减少滑动变阻器的时候尽量缓慢,不可忽变!

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