附录
1. 实验条件
实验前: 气温:22.3℃ 气压:100.68 kpa 实验后: 气温:23.0℃ 气压:100.66 kpa
2. 原始数据
原始数据整理如下:
样品:莫尔盐(六水合硫酸亚铁铵),样品高度h = 15.15 cm I/A 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 测量时温度 I/A 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 测量时温度 + - 空管质量/g + - + - 平均
13.9977 13.9979 13.9979 13.9979 13.9979 13.9976 13.9978 13.9979 13.9979 13.9978 13.9975 13.9977 13.9977 13.9976 13.9976
13.9972 13.9973 13.9974 13.9973 13.9973 13.9969 13.9969 13.9970 13.9970 13.9970
22.5℃ 加入样品后质量/g + - 平均
20.7255 20.7256 20.7256 20.7256 20.7256 20.7284 20.7286 20.7283 20.7288 20.7285 20.7365 20.7376 20.7363 20.7371 20.7369
20.7491 20.7509 20.7497 20.7511 20.7502 20.7683 20.7690 20.7686 20.7694 20.7688
22.6℃ 表1 莫尔盐(六水合硫酸亚铁铵)原始数据
样品:七水合硫酸亚铁,样品高度h = 15.00 cm I/A 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 测量时温度 I/A 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 测量时温度 + - 空管质量/g + - + - 平均 13.9512 13.9513 13.9514 13.9512 13.9513 13.9511 13.9513 13.9513 13.9512 13.9512 13.9511 13.9511 13.9511 13.9509 13.9511 13.9508 13.9507 13.9508 13.9507 13.9508 13.9504 13.9503 13.9504 13.9504 13.9504 22.6℃ 加入样品后质量/g + - 平均 19.8544 19.8547 19.8547 19.8549 19.8547 19.8578 19.8585 19.8585 19.8583 19.8583 19.8678 19.8693 19.8682 19.8687 19.8685 19.8849 19.8861 19.8844 19.8858 19.8853 19.9083 19.9094 19.9084 19.9095 19.9089 22.7℃ 表2 七水合硫酸亚铁原始数据
样品:三水合亚铁氰化钾,样品高度h = 15.05 cm I/A 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 测量时温度 I/A 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 测量时温度 + - 空管质量/g + - + - 平均 14.7167 14.7169 14.7169 14.7169 14.7169 14.7167 14.7168 14.7169 14.7169 14.7168 14.7166 14.7166 14.7167 14.7167 14.7167 14.7163 14.7163 14.7164 14.7164 14.7164 14.7159 14.7159 14.7161 14.7159 14.7160 22.6℃ 加入样品后质量/g + - 平均 21.6718 21.6719 21.6720 21.6720 21.6719 21.6718 21.6718 21.6719 21.6719 21.6719 21.6714 21.6716 21.6716 21.6717 21.6716 21.6710 21.6711 21.6713 21.6712 21.6712 21.6705 21.6704 21.6708 21.6707 21.6706 22.7℃ 表3 三水合亚铁氰化钾原始数据
3. 不同电流下样品质量
由:
m样品 = m样品+空管 – m空管
m样品+磁场 = m样品+空管+磁场 – m空管+磁场
Δm空管 = m空管+磁场 – m空管
Δm样品+空管 = m样品+空管+磁场 – m样品+空管
可推得:
Δm = Δm样品+空管 - Δm空管 = m样品+磁场 – m样品
计算结果如下:
I/A 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 莫尔盐(六水合硫酸亚铁铵) m(空管+磁场)/g m(样品+空管+磁场)/g m(样品+磁场)/g 13.9979 13.9978 13.9976 13.9973 13.9970 20.7256 20.7285 20.7369 20.7502 20.7688 附表4 莫尔盐计算结果
Δm/g 0.0000 0.0030 0.0116 0.0252 0.0441 6.7277 6.7307 6.7393 6.7529 6.7718
I/A 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
七水合硫酸亚铁 m(空管+磁场)/g m(样品+空管+磁场)/g m(样品+磁场)/g 13.9513 13.9512 13.9511 13.9508 13.9504 19.8547 19.8583 19.8685 19.8853 19.9089 5.9034 5.9071 5.9174 5.9345 5.9585 Δm/g 0.0000 0.0037 0.0140 0.0311 0.0551 附表5 七水合硫酸亚铁计算结果
I/A 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
三水合亚铁氰化钾 m(空管+磁场)/g m(样品+空管+磁场)/g m(样品+磁场)/g 14.7169 14.7168 14.7167 14.7164 14.7160 21.6719 21.6719 21.6716 21.6712 21.6706 6.9550 6.9551 6.9549 6.9548 6.9546 Δm/g 0.0000 0.0001 -0.0001 -0.0002 -0.0004 附表6 三水合亚铁氰化钾计算结果
4. 由莫尔盐的实验结果计算不同电流下磁场强度
由公式:
XM = M Xm
和
Xm?
9500?10?6 T?1平均测量温度:(22.5+22.6)/ 2 = 22.55 ℃ 得T = (22.55 + 273.15)K = 295.70 K M = 392.14 g/mol
计算得Xm = 3.2019 × 10-5 cm3/g ,XM = 0.012556 cm3/mol 再由公式:
XM ?
2(?W样品+空管??W空管)ghMWH2
式中h为样品高度,M为样品克分子量,△W样品+空管-△W样品=△m。 W = ΔW 样品+空管,0A-ΔW空管,0A= 6.7277 g 带入h = 15.15 cm,g = 981 cm/s2 计算得:
△m/g I/A H/G 0.0030 1.0 0.0116 0.0252 0.0441 2.0 3.0 4.0
643.3956 1265.1628 1864.7375 2466.8158 附表7 不同电流下磁场强度
5. 计算样品的未成对电子数
计算公式:
Xm =2(?W样品+空管??W空管)ghMWH2
3KTn(n?2)?XM2NO?
其中No= 6.023×1023,K=1.386×10-16尔格/度,β=9.274×10-21尔格/高斯
5.1. 七水合硫酸亚铁
W = ΔW 样品+空管,0A-ΔW 空管,0A = 5.9034 g M = 278.01 g/mol
平均测量温度:(22.6+22.7)/ 2 = 22.65 ℃ 得T = (22.65 + 273.15)K = 295.80 K h = 15.00 cm 带入公式得:
I/A 1 2 3 4
七水合硫酸亚铁 Δm/g 0.0037 0.014 0.0311 0.0551 H 643.3956 1265.1628 1864.7375 2466.8158 XM 0.01239 0.01212 0.01240 0.01255 0.01236 29.346 4.509 XM平均 n(n+2) n 附表8 七水合硫酸亚铁未成对电子数n计算结果