Измерение магнитной восприимчивости парамагнитных газов

На измерениях магнитной восприимчивости базируется ряд количественных определений, имеющих практическое значение. Например, кислород является одним из немногих известных парамагнитных газов, другие обычные составляющие воздуха представляют собой диамагнетики, поэтому измерения магнитной восприимчивости являются удобным средством для определения кислорода. Другие приборы дают информацию о составе сплавов или распределении по размерам частиц ферромагнитных катализаторов. [c.175]

Кислород почти по всем своим физическим свойствам (теплопроводности, скорости звука, рефракции и др.) не выделяется резко среди обычных газообразных спутников его (азота, аргона и др.), встречающихся в промышленных установках. И только по своей магнитной восприимчивости кислород отличается от других газов. Парамагнитные свойства кислорода (см. табл. 3) используют в газовом анализе для создания газоанализаторов для быстрого определения содержания кислорода в газовых смесях физическим путем, без применения химических реактивов. Приборы для магнитного анализа газовых смесей на кислород построены на различных принципах на измерении силы, смещающей парамагнитный газ к центру неоднородного магнитного поля на оценке степени охлаждения нагретой проволоки за счет конвекционных токов, возникающих по закону Кюри-Ланжевена в любом парамагнитном газе, окружающем [c.233]

Селвуд и сотр. [323] показали, что за ходом адсорбции молекулярного кислорода на графите можно проследить, измеряя парамагнитную восприимчивость кислорода. Таким образом можно также определить и адсорбцию других парамагнитных газов, таких, например, как окись азота. Этот метод (т. е. измерение восприимчивости адсорбата) имеет, естественно, ограниченную область применения, так как большинство газов, адсорбирующихся на гетерогенных катализаторах, являются диамагнитными. Кроме того, для изучения магнитных свойств самого адсорбата гораздо лучше использовать метод магнитного резонанса (см. предыдущий раздел). [c.122]

Этот метод в принципе сходен с методом Гун, за исключением того, что сила, действующая на жидкость в магнитном поле, определяется по гидростатическому давлению, которое получается, когда мениск капилляра, заполненного исследуемой жидкостью, находится в сильном магнитном поле. Прибор, применяемый для таких измерений, схематически изображен на фиг. 5. При включении поля мениск будет подниматься, если жидкость парамагнитна, и опускаться, если жидкость диамагнитна. Обычно пользуются полями порядка 25000 эрстед. Для диамагнитной жидкости, такой как вода, изменение в высоте мениска может достигать нескольких миллиметров. Если диаметр резервуара значительно больше диаметра капил- —поле ляра, а восприимчивость газа над мениском незначительна, то массовая восприимчивость образца [c.14]

Влияние адсорбции парамагнитных молекул кислорода и других паров и газов на магнитную восприимчивость стекол системы As—Se было изучено на стекле состава АзгЗез [64]. Магнитная восприимчивость измерялась на воздухе и в атмосфере тщательно очищенного гелия, напускаемого в стеклянный прибор с предварительным вакуумированием до —10 тор с последующим измерением на воздухе (№ 3, табл. 10) [60]. [c.39]

Термомагнитный метод в основном применяют для измерения концентрации кислорода или оксида азота N0, обладающих высокой магнитной восприимчивостью. Многие другие газы обладают слабыми парамагнитными или диамагнитными свойствами (табл. 14), поэтому кислород и оксид азота могут быть определены на их фоне. [c.222]

При определении очень низких температур используют также скорость распространения звука в идеальном газе, изменение магнитной восприимчивости у парамагнитных солей и др., а для измерения, например, температур пламен и плазмы — закономерности спектрального излучения газообразных тел. [c.52]

Парамагнитным частицам присущ также и диамагнетизм, но для них он имеет подчиненное значение. Измерение парамагнитной восприимчивости газов позволяет определить магнитный момент частицы. Квантовая механика дает для собственного магнитного момента частицы величину (в магнетонах Бора) [c.43]

Для постоянного контроля содержания кислорода в продуктах сгорания все крупные парогенераторы оснащаются термомагнитными газоанализаторами (кислородоме-рами), которые используются для определения относительного объемного содержания кислорода в газовых смесях. Принцип действия термомагнитных газоанализаторов основан на магнитных свойствах кислорода, резко отличающихся от магнитных свойств других газов. Объемная магнитная восприимчивость кислорода в 190 раз больше, чем двуокиси углерода, и почти в 230 раз больше, чем водорода. Однако построить технический газоанализатор, основанный на непосредственном измерении Магнитной восприимчивости газовых смесей, оказалось затруднительным, так как абсолютные величины магнитной восприимчивости очень малы и могут быть точно измерены только высокочувствительными приборами. Наряду с этим оказалось возможным использовать для целей газового анализа вторичные физические явления, связанные с парамагнит-ностью кислорода [Л. 69]. К их числу следует отнести уменьшение магнитной восприимчивости парамагнитного газа с увеличением его температуры, причем магнитная восприимчивость обратно пропорциональна квадрату температуры. [c.191]

Действле магнитных газоанализаторов, предназначенных для определения содержания кислорода в газовой смеси, основано на различии магнитных свойств газов. Эти свойства газов обычно оценивают величиной магнитной восприимчивости (отношение интенсивности намагничивания к напряженности магнитного поля). Кислород обладает значительно большей магнитной восприимчивостью, чем остальные газы. Непосредственное измерение магнитной восприимчивости кислорода представляет большие трудности, поэтому практическое применение получили лишь газоанализаторы, использующие вторичные явления, связанные с магнитными свойствами кислорода. К числу таких вторичных явлений относятся изменение теплопроводности парамагнитного газа (т. е. способного притягиваться магнитом) под влиянием однородного магнии ного поля и явление термомагньтной конвекции ( магнитный ветер ), возникающее в парамагнитном газе под влиянием неоднородного магнитного поля, если различные участки (объемы) газа имеют неодинаковую температуру. [c.127]

В настоящее время разработано большое количество различных методов измерения магнитной восприимчивости газов, такие как магнито-механический, магнито-фи-фический, термомагнитный, магнитоэлектриечские, парамагнитные— резонансные [Л. 103]. Все эти методы развивались применительно к созданию различных кислородомеров. [c.96]

Основное электронное состояние молекулы кислорода и следует ожидать, что, начиная от 10° К, температурная зависимость парамагнитной восприимчивости молекул свободного кислорода будет точно подчиняться закону Кюри — 1/У)- При низких температурах, когда квантование молекулярного вращения становится существенным, следует ожидать отклонений от закона Кюри. Измерения с газом нельзя проводить при температурах 70° К. Однако существование клатратного соединения -гидрохиноп кислород дает возможность изучить свойства молекул кислорода при очень низких температурах, т. е. в условиях, когда магнитное взаимодействие этих молекул и влияние непосредственного окружения на магнитные свойства молекул кислорода очень малы. Кук с сотрудниками определили магнитную восприимчивость клатратного соединения с 60%-ным заполнением полостей путем измерения зависимости изменения взаимной индуктивности двух катушек, расположенных вокруг криостата с исследуемыми кристаллами с температурой. Аппаратура была откалибрована путем постановки специальных опытов с веществами, магнитные свойства которых известны Результаты этих исследований (рис. 194) -показывают, что закон Кюри фактически справедлив только при температурах выше 10° К. При температурах от 2 до 10° К магнитная восприимчивость совпадает с расчетной для свободно вращающихся молекул кислорода, если принять во внимание доступные энергетические уровни. Ниже 2° К это соответствие исчезает. Чтобы установить, является ли поведение кислорода при очень низких температурах следствием некоторого ограничения свободы вращения молекул, были проведены измерения на образцах клатратного соединения, обогащенного (до 11%) молекулами [c.573]