醋酸亚铬的合成及磁化率测定.ppt

实验目的 学习醋酸亚铬的合成原理和方法 掌握无氧等基本操作 掌握古埃（Gouy）磁天平测定物质磁化率的基本原理和实验方法。 实验原理 磁化率与分子磁矩 分子磁矩与未成对电子数 * * 醋酸亚铬的合成及磁化率测定 实验目的 实验原理 实验步骤 思考题 合成原理 Cr(II)极易被氧化成Cr(III)，必须在无氧条件下合成。 Cr2O72- + 4Zn + 14H+ = 2Cr2+ + 4Zn2+ + 7H2O Cr2+ + 2Ac- + H2O = CrAc2·H2O 深红色固体，在水和甲醇中的溶解度较小。Cr(II)化合物中比较稳定的一个，但对空气敏感，容易被氧化为Cr(III)化合物而发生颜色变化。以二聚体分子存在，分子内含有Cr-Cr四重键。 Cr2O72- + 4Zn + 14H+ = 2Cr2+ + 4Zn2+ + 7H2O Cr2+ + 2Ac- + H2O = CrAc2·H2O K2Cr2O7+Zn 无氧醋酸钠溶液 N2 自来水 HCl 实验原理 磁化率测定原理 在磁场强度为H的外磁场作用下，物质会被磁化产生 附加磁场H’，则外磁场与附加磁场的磁场强度之和 称为该物质内部的磁感应强度B 。B = H + H’ 物质在外磁场作用下的磁化现象存在三种情况： 逆（反）磁性 顺磁性 铁磁性 无单电子，H’与H方向相反，且远远小于H。 有单电子，H’与H方向相同，小于H。 有单电子，H’与H方向相同，远远大于H。外加磁场消失后，附加磁场不立即消失。 磁化强度与磁化率 I －磁化强度 －磁化率，单位体积的磁化能力　 化学上常用质量磁化率 m或摩尔磁化率 M来表示物质的磁性质 cm3·mol-1 cm3·g-1 当物质有未成对电子时，该物质具有永久磁矩。反之，则无永久磁矩。 有永久磁矩的物质在外磁场下，表现顺磁性。 同时它内部电子轨道运动有感应磁矩，其方向与外磁场相反，表现出反磁性。 无永久磁矩的物质是反磁性物质。 摩尔顺磁化率和分子永久磁矩? m间的关系为： 对于反磁性物质，则只有 反，故 M = 反。 对于顺磁性物质，| 顺|| 反|， M ≈ 顺； 式中k为玻尔兹曼常数=1.38×10-23J?K-1 ,由 M的测定可计算分子磁矩。 物质的永久磁矩与它所包含的未成对电子数n的关系为： ? B为波尔磁子, 其物理意义为单个自由电子自旋产生的磁矩： 通过磁化率的测定可判断物质的电子构型，进而判断成键形式。 古埃（Gouy）磁天平工作原理示意图 磁化率测定方法 实验步骤 合成 1. 按图连接装置，并检查气密性。 1.5gK2Cr2O7+7.5gZn 13.5g三水合醋酸钠+12mL水 自来水 35mL 8mol·L-1HCl A夹 B夹 实验步骤 合成 2. 关闭通向锥形瓶的A夹，打开通向烧杯的B夹，打开滴液漏斗活塞，控制HCl滴加速度，避免反应剧烈。 3. 反应即将结束时（反应液颜色变为浅蓝色时），向锥形瓶中通氮气5分钟，以排除醋酸钠溶液中的氧气。 (HCl的滴加速度控制在每2秒1滴） 4. 打开通向锥形瓶的A夹，关闭通向烧杯的B夹，使过剩的锌与盐酸反应产生的氢气将蓝色溶液压到锥形瓶 。 (此过程要锥形瓶中要一直通N2。待溶液完全被压入锥形瓶后，拔出N2导管，并迅速盖紧磨口瓶塞。） (此时最好还剩余10mL左右的HCl） *