物化實驗課件

205實驗須知

人身安全1.安全

儀器安全2.簽到—上交實驗報告、本次實驗預(yù)習(xí)筆記---點名---數(shù)據(jù)記錄簽字3.實驗結(jié)束—清洗干凈所用到的儀器，洗手，打掃衛(wèi)生（分組），整理實驗臺，關(guān)好門窗，水電

1實驗報告評分標準（100’）課前預(yù)習(xí)（10’）（包括目的、原理與本節(jié)實驗相關(guān)的知識點、不理解的部分記錄）卷面（10’）實驗數(shù)據(jù)處理部分（20’)結(jié)果討論與實驗結(jié)論部分（40’）思考題部分（8’+2）實驗報告互評（10’)便利貼格式：A評B:該實驗報告數(shù)據(jù)處理是否準確？結(jié)果討論是否充分？有無誤差來源分析？思考題回答是否準確？建議給70？80？還是重寫?2認真、規(guī)范

磁化率的測定一實驗?zāi)康恼莆展虐?Gouy)法測定磁化率的原理和方法。測定三種絡(luò)合物的磁化率，求算未成對電子數(shù)，判斷其配鍵類型。熟悉特斯拉計的使用。二實驗原理1.物質(zhì)的磁化率

物質(zhì)在外磁場(H)中，被磁化并感生一附加磁場(H’)，當(dāng)

H’與H方向相同，叫順磁性物質(zhì)；H’與H方向相反，叫反磁性物質(zhì)。物質(zhì)的磁化可用磁化強度I來描述，I與外磁場強度H的比值：=I/H

(1)式中，為物質(zhì)的單位體積磁化率(簡稱磁化率)，是物質(zhì)的宏觀磁性質(zhì)。二實驗原理化學(xué)上，一般常用單位摩爾磁化率(

)

表示物質(zhì)的磁性質(zhì)，它的定義是式中，ρ和M分別是物質(zhì)的密度和摩爾質(zhì)量；

的單位是cm3·mol-12.磁化率與分子結(jié)構(gòu)(1)反磁性物質(zhì)：分子結(jié)構(gòu)中無單電子，(2)順磁性物質(zhì)：分子結(jié)構(gòu)中有單電子（自旋未配對電子）通常χ順比χ反大約1～3個數(shù)量級，所以這類物質(zhì)總表現(xiàn)出順磁性，其χM＞0。近似一二實驗原理順磁化率與分子永久磁矩的關(guān)系服從居里定律順磁性物質(zhì)的μm與未成對電子數(shù)n的關(guān)系為式中，μB是玻爾磁子，其物理意義是:單個自由電子自旋所產(chǎn)生的磁矩μB=9.273×10-21erg·G-1＝9.273×10-28J·G-1＝9.273×24J·T-1

宏觀性質(zhì)微觀性質(zhì)3.古埃法測定磁化率

古埃磁天平中，天平左臂懸掛一樣品管，管底部處于磁場強度最大的區(qū)域(H)，管頂端則位于場強最弱(甚至為零)的區(qū)域(H0)。整個樣品管處于不均勻磁場中。設(shè)圓柱形樣品的截面積為A，沿樣品管長度方向上dz長度的體積Adz在非均勻磁場中受到的作用力dF

為式中，x為體積磁化率；H為磁場強度；dH/dz為場強梯度，積分整理上式得圖20-1

古埃磁天平示意圖1.磁鐵；2.樣品管；3.天平。在非均勻磁場中，順磁性物質(zhì)受力向下所以增重；而反磁性物質(zhì)受力向上所以減重。測定時在天平右臂加減砝碼使之平衡。設(shè)ΔW為施加磁場前后的稱量差

近似二近似三

ΔW空管＋樣品為樣品管加樣后在施加磁場前后的稱量差(g)；ΔW空管為空樣品管在施加磁場前后的稱量差(g)；g為重力加速度(980cm·s-2)；h為樣品高度(cm)；M為樣品的摩爾質(zhì)量(g·mol-1)；m為樣品的質(zhì)量(g)；H為磁極中心磁場強度(G)。代入上式得

在精確的測量中，通常用莫爾氏鹽來標定磁場強度，它的單位質(zhì)量磁化率與溫度的關(guān)系為：(6)小結(jié)通過天平測重量---求出宏觀的磁化率---推導(dǎo)微觀的永久磁矩---未成對電子數(shù)目—軌道

哪些近似？古埃磁天平1套；特斯拉計1臺；軟質(zhì)玻璃樣品管4只；樣品管架1個；直尺1只；角匙4只；廣口試劑瓶4只；小漏斗4只。莫爾氏鹽(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O(分析純)；FeSO4·7H2O(分析純)；K3Fe(CN)6(分析純)；CuSO4·5H2O(分析純)。三、儀器試劑及裝置圖

四、實驗步驟

1標定儀器常數(shù)①取空樣品管懸掛在天平掛鉤上并與磁極中心線平齊。準確稱取空管的質(zhì)量W空管(H=0)；和加磁場后空管的質(zhì)量W’空管(H=H)。②將莫爾氏鹽裝入樣品管，樣品均勻填實至滿。用直尺測量樣品高度h。用與①中相同步驟稱取W空管+樣品(H=0)和W’空管+樣品(H=H)。2.測定未知樣品的摩爾磁化率χM

同法分別測定FeSO4·7H2O，K3Fe(CN)6和CuSO4·5H2O的W空管(H=0)、W’空管(H=H)、W空管+樣品(H＝0)和W’空管+樣品(H＝H)。

樣品管一定要干凈。ΔW空管＝W’空管(H=H)－W空管(H＝0)＞0時表明樣品管不干凈，應(yīng)更換。裝樣時不要一次加滿，應(yīng)分次加入，邊加邊碰擊填實后，再加再填實，盡量使樣品緊密均勻。掛樣品管的懸線不要與任何物體接觸。加外磁場后，應(yīng)檢查樣品管是否與磁極相碰。并保持試管底部在磁極的中心。

五、注意事項六、數(shù)據(jù)處理

1.

將所測數(shù)據(jù)列表樣品名稱W空管/g(H=0)W空管/g(H=H)ΔW空管/gW空管+樣品/g(H=0)W空管+樣品/g(H=H)ΔW空管+樣品/gW樣品/g樣品高度/cm摩爾氏鹽硫酸亞鐵亞鐵氰化鉀硫酸銅1.根據(jù)（6）計算摩爾氏鹽室溫下的χM；2.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和(5)式計算外加磁場強度H。計算三個樣品的摩爾磁化率χM、永久磁矩μm和未配對電子數(shù)n。根據(jù)μm和n討論絡(luò)合物中心離子最外層電子結(jié)構(gòu)和配鍵類型。六、數(shù)據(jù)處理

（1）本實驗在測定xm時作近似處理。（2）首先要用莫爾氏鹽來標定磁場強度。（3）樣品的填充高度和密度對測量結(jié)果有影響。（4）樣品管一定要干凈。七、實驗成敗的關(guān)鍵八、實驗討論

1.從磁性的測量中還可以得到一系列其他的信息。例如測定物質(zhì)磁化率對溫度和磁場強度的依賴性可以判斷是順磁性、反磁性或鐵磁性的定性結(jié)果。對合金磁化率的測定可以得到合金的組成，也可研究生物體系中血液的成分等等。2.磁化率的單位從CGS磁單位制改用國際單位SI制，必須注意換算關(guān)系。質(zhì)量磁化率、摩爾磁化率的換算關(guān)系分別為：1m3·kg-1(SI單位)=1/4

103cm3·g-1(CGS電磁制)1m3·mol-1(SI單位)=1/4

106cm3·mol-1(CGS電磁制)1.本實驗在測定χM時作了哪些近似處理?2.為什么要用莫爾氏鹽來標定磁場強度?3.樣品的填充高度和密度對測量結(jié)果有何影響?4.在磁化率的測定試驗中，如果測量出的說明什么問題？怎樣處理？5.在磁化率的測定試驗中為什么要將試管中的均勻填實，不留空隙？九、思考題

2023/2/4丙酮的碘化一實驗?zāi)康臏y定用酸作催化劑時丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)及活化能。初步認識復(fù)雜反應(yīng)機理，了解復(fù)雜反應(yīng)表觀速率常數(shù)的求算方法。掌握分光光度計的使用方法。二實驗原理一般認為該反應(yīng)按以下兩步進行的：慢快如果以碘化丙酮濃度的增加來表示丙酮碘化反應(yīng)的速率，則此反應(yīng)的動力學(xué)方程式可表示為：又有若在反應(yīng)過程中，丙酮的濃度遠大于碘的濃度且催化劑酸的濃度也足夠大時，則可把丙酮和酸的濃度看作不變（孤立濃度法—>100倍）二實驗原理T＝I/I0按照朗伯-比耳(Lambert-Beer)定律同時則有當(dāng)CA與CH+濃度已知時，只要測出不同時刻丙酮、酸、碘的混合液對指定波長的透光率，就可以利用上式求出反應(yīng)的總速率常數(shù)k。二實驗原理設(shè)反應(yīng)速率方程為：將其中某一反應(yīng)物的濃度加倍可得根據(jù)v/v1數(shù)值分別可以求各反應(yīng)級數(shù)小結(jié)α

β

γ

三儀器試劑儀器：分光光度計1套；容量瓶(25mL)4只；比色皿3個；移液管(5mL)3只；停表1塊藥品：碘溶液(含10%KI)(0.01mol·dm-3)；標準鹽酸溶液(1mol·dm-3)；丙酮溶液(2mol·dm-3)三儀器試劑1.儀器參數(shù)εd標定：a.實驗準備開啟有關(guān)儀器，分光光度計要預(yù)熱30min（光學(xué)儀器均要預(yù)熱）取1個潔凈的25mL容量瓶，用移液管移入2.5mlI2溶液，用蒸餾水稀釋至刻度四

實驗步驟b.透光率100%的校正分光光度計波長調(diào)在565nm；控制面板上工作狀態(tài)調(diào)在透光率檔。比色皿中裝入蒸餾水，在光路中放好，調(diào)節(jié)蒸餾水的透光率為100%。

c.測量εd值：取碘溶液注入比色皿，置于光路中，測其透光率。2.測定丙酮碘化反應(yīng)的速率常數(shù)

取2.5ml

碘溶液，2.5mlHCl和2.5ml

丙酮溶液，置于25ml的容量瓶中，用水稀釋至刻度，混合均勻。后倒入比色皿少許，洗滌三次傾出。然后再裝入比色皿，用擦鏡紙擦去殘液，置于光路中，測定透光率，并同時開啟停表。以后每隔1min讀一次透光率，直到光點指在透光率100%為止。四實驗步驟3.測定各反應(yīng)物的反應(yīng)級數(shù)

編號2mol·dm-3丙酮溶液1mol·dm-3鹽酸溶液0.03mol·dm-3碘溶液25mL2.5mL2.5mL32.5mL5mL2.5mL42.5mL2.5mL1.25mL測定方法同步驟2，不要忘記記錄實驗溫度。四實驗步驟五注意事項溫度影響反應(yīng)速率常數(shù)，實驗時體系始終要恒溫碘溶液見光易分解，故從溶液的配置到測量應(yīng)盡量迅速；該實驗只是測定反應(yīng)開始一段時間的吸光度，故反應(yīng)液充分混合后應(yīng)該迅速進行測定；測量時盡量不要放在光路上等待；樣品不可裝滿比色皿，三分之二即可；防止酸液腐蝕儀器；計算K時要用到丙酮和酸溶液初始濃度，因此要準確配置1.

把實驗數(shù)據(jù)填入下表：C(I2)＝

；T＝

；lgT＝

；εd＝

。

六數(shù)據(jù)處理2.將lgT對時間t作圖，得一直線，從直線的斜率，可求出反應(yīng)的速率常數(shù)。3.反應(yīng)級數(shù)的求算：由實驗步驟2、3中測得的數(shù)據(jù)，分別以lgT對t作圖，得到四條直線。求出各直線斜率，即為不同起始濃度時的反應(yīng)速率，代入可求出α，β，γ。思考題

本實驗中，是將丙酮溶液加到鹽酸和碘的混合液中，但沒有立即計時，而是當(dāng)混合物稀釋