電子天平替代分析天平在磁化率測定中的應用

施巧芳　范國康　陳銘　楊占軍　刁國旺　闞錦晴

摘要：目前國內物理化學實驗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，需要長時間的穩定平衡和重復多次的加減砝碼，因此不僅廢時較多，而且操作繁瑣。在本文中，采用電子天平來代替電光分析天平，并對電子天平進行了簡單改裝。所得結果表明，改進后的裝置能夠大大縮短實驗時間和有效提高實驗準確度。另外，對于其他需用電子天平下掛鉤稱量的實驗，均可采用本改裝方案。

關鍵詞：磁化率；電子天平；分析天平

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）05-0261-02

磁化率是物質的宏觀性質，是表征磁介質屬性的一個物理量。用古埃磁天平法測定物質的磁化率，可求配合物的未成對電子數、判斷配合物的空間構型。因該法具有設備簡單，操作容易等特點，是絕大多數高校常用的測量技術[1-5]。

一、電子天平來代替電光分析天平

雖然已有不少研究者報道了有關古埃磁天平法測定物質磁化率實驗的改進[6-10]，但主要是對實驗數據處理方法的改進。至今，在已出版的古埃磁天平法測定物質磁化率教材中所使用的天平基本是經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、電子天平改進的具體方法

然而，隨著技術的進步，實驗中結構復雜、操作不便的電光分析天平逐漸被數字式、易操作的數顯電子天平所替代。鑒于原有電光分析天平的老化，用數顯電子天平替代原有電光分析天平勢在必行。為適應這一趨勢，我們對現有古埃磁天平法測定物質磁化率的裝置進行了改進。以不破壞數顯電子天平本身結構為原則，具體改進的方法：在數顯電子天平（BSA224S，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司）的稱盤上放置一略長于數顯電子天平寬度的質量輕、非圓形（圓形易滾動，不穩定）的橫梁（如：塑料或有機玻璃等，稱為上橫梁），在上橫梁的兩端各刻一個凹槽（便于固定上橫梁和下橫梁）；用另一略長于天平寬度的質量輕的制品（如：塑料或有機玻璃等）制成放在數顯電子天平底部的下橫梁（兩端和中間位置各刻一個凹槽，便于固定上橫梁和樣品管）；用兩根長度基本相同、兩端分別做成圓環的細銅絲或細鐵絲或尼龍線等，將上橫梁和下橫梁固定（確保下橫梁懸于數顯電子天平底部），下橫梁中間凹槽用細線垂下，通過勵磁柜上方的圓孔將樣品管下端置于磁場的中心。改進后的裝置見圖2所示。實驗方法除天平的使用方法外，所有其他操作與傳統的實驗步驟完全相同。數顯電子天平的使用方法是：在未加樣品管時先[去皮]清零（即去皮鍵），然后按實驗步驟，將樣品管吊在細繩下方，分別測量樣品管無磁場（m）和有磁場時樣品的質量（m′），再測量樣品管裝樣后無磁場（m）和有磁場時樣品的質量（m′）。

三、實驗結論

表1給出了用改進后的裝置分別測量莫爾氏鹽、亞鐵氰化鉀、硫酸亞鐵和硫酸銅的結果。

由實驗結果可見：本文改進后的裝置所測數據的處理結果與理論值相符。與改進前的測試裝置相比，使用數顯天平操作簡便，有效地提高了測試結果的準確度，并順應了天平發展的數字化趨勢。這種改進方法，同樣適用于所有其他類似的測量裝置（如熱重儀器的改進等）。對具有下掛鉤的數字電子天平（如：FA2004B，上海越平科學儀器有限公司），可直接用于古埃磁天平法測定物質磁化率（只要將樣品管直接用線吊在下掛鉤上即可）。

參考文獻：

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