希托夫法测定离子的迁移数

实验十五希托夫法测定离子的迁移数实验目的掌握希托夫法测定电解质溶液中离子迁移数的某本原理和操作方法。测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数。上一页下一页回主目录返回1．离子的电迁移2．离子的迁移数3．离子迁移数的测定实验原理--离子的电迁移和迁移数上一页下一页回主目录返回用惰性电极电解1-1价型电解质溶液1.离子的电迁移(Electromigrationofions）阳极区中部区阴极区（1）r+=r-当离子迁移速度相等时阳极阴极通电前通电中阴极阳极阳极阴极通电后mol2,2减少两极区：nFQQ假定通过电解池电量为4F上一页下一页回主目录返回（2）r+=3r-离子的电迁移,1,3FQFQ阳极阴极通电前通电中阴极阳极阳极阴极通电后mol1mol3减少减少阴极区：，阳极区：nn通过电解池电量为4F阳极区中部区阴极区上一页下一页回主目录返回溶液中离子迁移过程的规律（1）导电任务由正、负离子共同分担。（2）正、负离子搬迁电量之比等于两者运动速率之比，等于两极区电解质浓度变化之比：若电极本身参与反应也满足上面两条规律。QQQnQrQrn阳阴上一页下一页回主目录返回2.离子的迁移数离子的迁移数(transfernumber)BBBBBQQtQQ某离子B迁移的电量QB占通过溶液总电量Q的分数。BB1t上一页下一页回主目录返回离子的迁移数溶液中只有一种电解质时：QrUtQQrrUUQrUtQQrrUU－trUtrU或上一页下一页回主目录返回3.离子迁移数的测定希托夫法希托夫法，界面移动法和电动势法可测定离子迁移数。对电解前后电极附近溶液进行物料衡算，即可确定离子的迁移数。上一页下一页回主目录返回若有n迁molB离子发生迁移，迁移过程携带电量：FZnQBB迁n电molB离子在电极上发生反应，通过溶液总电量：FZnQB电BBnQtQn迁电希托夫法测离子迁移数ZB：B离子价数上一页下一页回主目录返回希托夫法测离子迁移数通常，分析阳极区首先求出正离子迁移数。I.若电解时阳极不溶解，正离子迁出阳极区的量:剩原迁＝nnnII.若电解时阳极要溶解，则，故电溶＝nnnnnn迁剩原电＝tB计算基准：假定电解过程水不迁移。也可以分析阴极区求出正离子迁入阴极区的量：nnnn迁剩电原＝仪器与试剂迁移数管1支；铜电量计1套；直流稳压电源1台；滴定管1支；KI溶液(10%)淀粉指示剂(0.5%)硫代硫酸钠溶液（0.0500mol.L-1）HAc溶液(1mol.L-1)HNO3（A.R.）硫酸铜溶液（0.05mol.L-1）STEP1清洗迁移数管，注意活塞是否漏水。用少量硫酸铜溶液淌洗两次，将该溶液充满迁移数管。STEP2用铜电量计测定通过溶液的电量。阴极和阳极皆为铜片，实验前将铜电量计的阴极铜片（中间部分）用细沙纸磨光，然后用蒸馏水洗净，晾干并称其重量（W1）。STEP3接通电源，调节变压器使阴极铜片上的电流密度为10~15mA/cm2，通电90分钟后切断电源。取出铜电量计中部铜片用蒸馏水洗净，取出晾干并称其重量（W2）。STEP4将迁移管中的溶液分别缓慢放入已称量的锥形瓶中，再称其各瓶的重量，然后计算各溶液的净重。STEP5取部分溶液（约20g）进行滴定，加入10%KI溶液10mL，1mol.L-1乙酸溶液10mL，用标准硫代硫酸钠溶液滴定，滴至淡黄色，加入1mL0.5％淀粉，在滴至蓝紫色消失。数据记录与处理根据前面例题的解答方法计算迁移数即可。注意，中间部分溶液浓度即为电解前溶液浓度。阳极区中间区阴极区M瓶/gM瓶＋m液/gM液/gV(Na2S2O3)/mL中间区：M(CuSO4)中=(V*M)Na2S2O3*159.6/1000M(H2O)中=m(溶液)－m(CuSO4)（M(CuSO4)/M(H2O)）中=阳极区：M(CuSO4)阳=(V*M)Na2S2O3*159.6/1000M(H2O)阳=m(溶液)－m(CuSO4)（M(CuSO4)/M(H2O)）阳=N迁＝（M(H2O)中×（M(CuSO4)/M(H2O)）中）＋n电－（M(H2O)阳×（M(CuSO4)/M(H2O)）阳）阴极区：N迁＝（M(H2O)阴×（M(CuSO4)/M(H2O)）阴＋n电－（M(H2O)中×（M(CuSO4)/M(H2O)）中））实验注意事项1.实验中的铜电极必须是纯度为99.999%的电解铜。2.实验过程中凡是能引起溶液扩散，搅动等因素必须避免。电极阴、阳极的位置能对调，迁移数管及电极不能有气泡，两极上的电流密度不能太大。3.本实验由铜库仑计的增重计算电量，因此称量及前处理都很重要，需仔细进行。4.实验完毕应尽快将各区的溶液放入到锥形瓶中，以避免溶液的扩散。