电子天平替代分析天平在磁化率测定中的应用

施巧芳　范国康　陈铭　杨占军　刁国旺　阚锦晴

摘要：目前国内物理化学实验室所使用的磁天平通常配的是电光分析天平。此天平在称量时，需要长时间的稳定平衡和重复多次的加减砝码，因此不仅废时较多，而且操作繁琐。在本文中，采用电子天平来代替电光分析天平，并对电子天平进行了简单改装。所得结果表明，改进后的装置能够大大缩短实验时间和有效提高实验准确度。另外，对于其他需用电子天平下挂钩称量的实验，均可采用本改装方案。

关键词：磁化率；电子天平；分析天平

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）05-0261-02

磁化率是物质的宏观性质，是表征磁介质属性的一个物理量。用古埃磁天平法测定物质的磁化率，可求配合物的未成对电子数、判断配合物的空间构型。因该法具有设备简单，操作容易等特点，是绝大多数高校常用的测量技术[1-5]。

一、电子天平来代替电光分析天平

虽然已有不少研究者报道了有关古埃磁天平法测定物质磁化率实验的改进[6-10]，但主要是对实验数据处理方法的改进。至今，在已出版的古埃磁天平法测定物质磁化率教材中所使用的天平基本是经改装的电光分析天平（如：TG328A，上海天平仪器厂）（具体装置见图1所示）。

二、电子天平改进的具體方法

然而，随着技术的进步，实验中结构复杂、操作不便的电光分析天平逐渐被数字式、易操作的数显电子天平所替代。鉴于原有电光分析天平的老化，用数显电子天平替代原有电光分析天平势在必行。为适应这一趋势，我们对现有古埃磁天平法测定物质磁化率的装置进行了改进。以不破坏数显电子天平本身结构为原则，具体改进的方法：在数显电子天平（BSA224S，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司）的称盘上放置一略长于数显电子天平宽度的质量轻、非圆形（圆形易滚动，不稳定）的横梁（如：塑料或有机玻璃等，称为上横梁），在上横梁的两端各刻一个凹槽（便于固定上横梁和下横梁）；用另一略长于天平宽度的质量轻的制品（如：塑料或有机玻璃等）制成放在数显电子天平底部的下横梁（两端和中间位置各刻一个凹槽，便于固定上横梁和样品管）；用两根长度基本相同、两端分别做成圆环的细铜丝或细铁丝或尼龙线等，将上横梁和下横梁固定（确保下横梁悬于数显电子天平底部），下横梁中间凹槽用细线垂下，通过励磁柜上方的圆孔将样品管下端置于磁场的中心。改进后的装置见图2所示。实验方法除天平的使用方法外，所有其他操作与传统的实验步骤完全相同。数显电子天平的使用方法是：在未加样品管时先[去皮]清零（即去皮键），然后按实验步骤，将样品管吊在细绳下方，分别测量样品管无磁场（m）和有磁场时样品的质量（m′），再测量样品管装样后无磁场（m）和有磁场时样品的质量（m′）。

三、实验结论

表1给出了用改进后的装置分别测量莫尔氏盐、亚铁氰化钾、硫酸亚铁和硫酸铜的结果。

由实验结果可见：本文改进后的装置所测数据的处理结果与理论值相符。与改进前的测试装置相比，使用数显天平操作简便，有效地提高了测试结果的准确度，并顺应了天平发展的数字化趋势。这种改进方法，同样适用于所有其他类似的测量装置（如热重仪器的改进等）。对具有下挂钩的数字电子天平（如：FA2004B，上海越平科学仪器有限公司），可直接用于古埃磁天平法测定物质磁化率（只要将样品管直接用线吊在下挂钩上即可）。

参考文献：

[1]刁国旺，薛怀国，等.大学化学实验-基础化学实验二[M].南京大学出版社，2006.

[2]孙尔康，徐维清，邱金恒.物理化学实验[M].南京：南京大学出版社，2001：118-123.

[3]北京大学化学学院物理化学实验教学组.物理化学实验[M].北京大学出版社，2003：182-186.

[4]复旦大学，等.物理化学实验[M].北京：高等教育出版社，2004.

[5]陈大勇，高永煜.物理化学实验[M].上海：华东理工大学出版社，2000.

[6]李玉玲，曹丰璞，刘克威，等.络合物的磁化率测定实验数据处理的改进[D].南阳师范学院学报，2010，（9）：36-37.

[7]黄桂萍，张菊芳，叶丽莎，等.古埃磁天平法（磁化率的测定）实验方法的讨论[J].江西化工，2008，（1）：80-81.

[8]曾方明，赖忠平，刘向军.磁化率测量过程中样品重量对磁化率的影响[J].盐湖研究，2014，（22）：21-25.

[9]王力峰，梁军，宋伟明.等.络合物磁化率测定方法研究[J].宁夏工程技术，2008，（4）：344-346.

[10]武丽艳，郑文君，尚贞锋.Gouy磁天平法测定物质磁化率实验数据处理公式的讨论[J].大学化学，2006，（5）：51-52.