電子天平替代分析天平在磁化率測(cè)定中的應(yīng)用

施巧芳　范國(guó)康　陳銘　楊占軍　刁國(guó)旺　闞錦晴

摘要：目前國(guó)內(nèi)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室所使用的磁天平通常配的是電光分析天平。此天平在稱量時(shí)，需要長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定平衡和重復(fù)多次的加減砝碼，因此不僅廢時(shí)較多，而且操作繁瑣。在本文中，采用電子天平來(lái)代替電光分析天平，并對(duì)電子天平進(jìn)行了簡(jiǎn)單改裝。所得結(jié)果表明，改進(jìn)后的裝置能夠大大縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間和有效提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度。另外，對(duì)于其他需用電子天平下掛鉤稱量的實(shí)驗(yàn)，均可采用本改裝方案。

關(guān)鍵詞：磁化率；電子天平；分析天平

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）05-0261-02

磁化率是物質(zhì)的宏觀性質(zhì)，是表征磁介質(zhì)屬性的一個(gè)物理量。用古埃磁天平法測(cè)定物質(zhì)的磁化率，可求配合物的未成對(duì)電子數(shù)、判斷配合物的空間構(gòu)型。因該法具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易等特點(diǎn)，是絕大多數(shù)高校常用的測(cè)量技術(shù)[1-5]。

一、電子天平來(lái)代替電光分析天平

雖然已有不少研究者報(bào)道了有關(guān)古埃磁天平法測(cè)定物質(zhì)磁化率實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[6-10]，但主要是對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法的改進(jìn)。至今，在已出版的古埃磁天平法測(cè)定物質(zhì)磁化率教材中所使用的天平基本是經(jīng)改裝的電光分析天平（如：TG328A，上海天平儀器廠）（具體裝置見圖1所示）。

二、電子天平改進(jìn)的具體方法

然而，隨著技術(shù)的進(jìn)步，實(shí)驗(yàn)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不便的電光分析天平逐漸被數(shù)字式、易操作的數(shù)顯電子天平所替代。鑒于原有電光分析天平的老化，用數(shù)顯電子天平替代原有電光分析天平勢(shì)在必行。為適應(yīng)這一趨勢(shì)，我們對(duì)現(xiàn)有古埃磁天平法測(cè)定物質(zhì)磁化率的裝置進(jìn)行了改進(jìn)。以不破壞數(shù)顯電子天平本身結(jié)構(gòu)為原則，具體改進(jìn)的方法：在數(shù)顯電子天平（BSA224S，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司）的稱盤上放置一略長(zhǎng)于數(shù)顯電子天平寬度的質(zhì)量輕、非圓形（圓形易滾動(dòng)，不穩(wěn)定）的橫梁（如：塑料或有機(jī)玻璃等，稱為上橫梁），在上橫梁的兩端各刻一個(gè)凹槽（便于固定上橫梁和下橫梁）；用另一略長(zhǎng)于天平寬度的質(zhì)量輕的制品（如：塑料或有機(jī)玻璃等）制成放在數(shù)顯電子天平底部的下橫梁（兩端和中間位置各刻一個(gè)凹槽，便于固定上橫梁和樣品管）；用兩根長(zhǎng)度基本相同、兩端分別做成圓環(huán)的細(xì)銅絲或細(xì)鐵絲或尼龍線等，將上橫梁和下橫梁固定（確保下橫梁懸于數(shù)顯電子天平底部），下橫梁中間凹槽用細(xì)線垂下，通過勵(lì)磁柜上方的圓孔將樣品管下端置于磁場(chǎng)的中心。改進(jìn)后的裝置見圖2所示。實(shí)驗(yàn)方法除天平的使用方法外，所有其他操作與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)步驟完全相同。數(shù)顯電子天平的使用方法是：在未加樣品管時(shí)先[去皮]清零（即去皮鍵），然后按實(shí)驗(yàn)步驟，將樣品管吊在細(xì)繩下方，分別測(cè)量樣品管無(wú)磁場(chǎng)（m）和有磁場(chǎng)時(shí)樣品的質(zhì)量（m′），再測(cè)量樣品管裝樣后無(wú)磁場(chǎng)（m）和有磁場(chǎng)時(shí)樣品的質(zhì)量（m′）。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

表1給出了用改進(jìn)后的裝置分別測(cè)量莫爾氏鹽、亞鐵氰化鉀、硫酸亞鐵和硫酸銅的結(jié)果。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見：本文改進(jìn)后的裝置所測(cè)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果與理論值相符。與改進(jìn)前的測(cè)試裝置相比，使用數(shù)顯天平操作簡(jiǎn)便，有效地提高了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度，并順應(yīng)了天平發(fā)展的數(shù)字化趨勢(shì)。這種改進(jìn)方法，同樣適用于所有其他類似的測(cè)量裝置（如熱重儀器的改進(jìn)等）。對(duì)具有下掛鉤的數(shù)字電子天平（如：FA2004B，上海越平科學(xué)儀器有限公司），可直接用于古埃磁天平法測(cè)定物質(zhì)磁化率（只要將樣品管直接用線吊在下掛鉤上即可）。

參考文獻(xiàn)：

[1]刁國(guó)旺，薛懷國(guó)，等.大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)-基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)二[M].南京大學(xué)出版社，2006.

[2]孫爾康，徐維清，邱金恒.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].南京：南京大學(xué)出版社，2001：118-123.

[3]北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)組.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京大學(xué)出版社，2003：182-186.

[4]復(fù)旦大學(xué)，等.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：高等教育出版社，2004.

[5]陳大勇，高永煜.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].上海：華東理工大學(xué)出版社，2000.

[6]李玉玲，曹豐璞，劉克威，等.絡(luò)合物的磁化率測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的改進(jìn)[D].南陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，（9）：36-37.

[7]黃桂萍，張菊芳，葉麗莎，等.古埃磁天平法（磁化率的測(cè)定）實(shí)驗(yàn)方法的討論[J].江西化工，2008，（1）：80-81.

[8]曾方明，賴忠平，劉向軍.磁化率測(cè)量過程中樣品重量對(duì)磁化率的影響[J].鹽湖研究，2014，（22）：21-25.

[9]王力峰，梁軍，宋偉明.等.絡(luò)合物磁化率測(cè)定方法研究[J].寧夏工程技術(shù)，2008，（4）：344-346.

[10]武麗艷，鄭文君，尚貞鋒.Gouy磁天平法測(cè)定物質(zhì)磁化率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理公式的討論[J].大學(xué)化學(xué)，2006，（5）：51-52.