离子的电迁移率和迁移数PPT课件

解法2：
先求 SO24 的迁移数，以
1 2
SO
2 4
为基本粒子
阴极上SO24 不发生反应，电解不会使阴极部SO24
离子的浓度改变。电解时 SO24 迁向阳极，迁移使阴
SO24
极部
减少。
n(终） （n 始） n(迁）
求得
n(迁)=2.3310-4mol
t (SO 24-
)

n(迁) n(电)
四、离子迁移数的测定方法
希托夫法中必须采集的数据：
阴极 A
阳极 B
阳离子 阴离子
阴极区 A 中间区 B 阳极区
1.通入的电量，由库仑计中称重阴极 质量的增加而得。
例如，银库仑计中阴极上有0.0405 g Ag析出，
n(电解)  0.0405 g /107.88 g  mol1  3.754104 mol
阴极上Cu2+ 还原，使 Cu2+ 浓度下降
1 2
Cu2+
 e

1 2
Cu(s)
Cu2+ 迁往阴极，迁移使阴极部 Cu2+增加，
n(终)  n(始)  n(迁)  n(电) 求得 n(迁)  1.424 104 mol
t(Cu2+ )

n(迁) n(电)

0.38
t(SO24 )  1  t  0.62
时的运动速率称为该离子的电迁移率，以u表示。
又称为离子淌度。
t

u u  u
t

u u  u
r

dE u ( dl
)
r

dE u ( dl
)
u+ ,u-称为正、负离子的电迁移率, 单位m2·s-1·V-1。 电迁移率的数值与离子本性、电位梯度、溶剂性
质、温度等因素有关，可以用界面移动法测量。
§8.2 离子的电迁移率和迁移数
一、离子的电迁移现象 离子的电迁移：在电场作用下，离子的定向运动
1. 正负离子迁移速率相等，（惰性电极）
阴极
阳极
A
B
始态
终态
4 mol
阴极区 A 中间区 B 阳极区
v+  v n?(始） n?(迁） n?(终） n(电）
阳离子 阴离子
2. 正离子的迁移速率是负离子的三倍，（惰性电极）
析出。- 电源 +
- e-
+
e-
据分析知，在通电Cu前SO含4 1.1276 g 在Cu通SO电4 1后.1含090 g
试求Cu2+ 和SO24 的离子迁移数。
Cu
Cu
阴极部
CuSO
阳极部
4
电解池
解法1：
先求
Cu2+
的迁移数，以
1 2
Cu 2+
为基本粒子，已知：
M
(
1 2
CuSO4
)

79.75
2. 电解前含某离子的物质的量n(起始）。 3.电解后含某离子的物质的量n(终了）。
4.写出电极上发生的反应，判断某离子浓 度是增百度文库了、减少了还是没有发生变化。
5.判断离子迁移的方向。
例题：
在Hittorf 迁移管中，用Cu电极电解已知浓度的
CuSO4 溶液。通电一定时间后，串联在电路中的银
库仑计阴极上0.0有405 g Ag(s) 称重阴极部溶液质3量6.4为34 g
Cu 2+
Cu2+ ，另外 是迁出的，
n(终)  n(始)  n(电)  n(迁)
(2) 阳极部先计算SO24 迁移数，阳极部SO24 不发生反
SO24
应， 迁入。
阴极
阳极
A
B
始态
终态
4 mol
阴极区 A 中间区 B 阳极区
v+  3v n?(始） n?(迁） n?(终） n(电）
阳离子 阴离子
前提：惰性电极、只有一对离子发生迁移
3.结论：
注意： 任一电极上反应的总量
1）任一电极上发生反应的 总的物质的量与通过的总
电量相等。
溶液内部电量的运输
阴极
阳极
2）电解质溶液内部电量的
g

mol1
M (Ag)  107.88 g  mol1
n(电)  0.0405 g/107.88 g  mol1  3.754 104 mol
n(终)  1.1090 g/79.75 g  mol1  1.3906 102 mol
n(始)=1.1276 g/79.75 g  mol1  1.4139 102 mol
的ti 减小缓慢。
2）温度的影响：主要影响离子的水和程度，温度升高， 正负离子的速率均加快，二者的迁移数趋于相等。
3）外加电压的影响：一般不影响迁移数，因外加电压 增加时正负离子的速率成比例增加,因而迁移数基本不
变。
三、 迁移数和离子的电迁移率
电迁移率 将离子在指定溶液中电场强度 E = 1V·m-1

0.62
t  1  t  0.38
解法3： 先求 Cu2+ 的迁移数，以 Cu2+ 为基本粒子
已知 M (CuSO4 )  159.62 g  mol1
n(电)  0.0405 g/(2 107.88 g  mol1)  1.8771104 mol
n(始)  1.1276 g/159.62 g  mol1  7.0643103 mol n(终)  1.109 g/159.62 g  mol1  6.9476 103 mol
运输是由正负离子共同承担
的，且各自输运的电量与每 种离子的迁移速率成正比。 始态
3）电极上发生反应的某 终态
种离子的物质的量与在该 溶液中通过某截面时该种
4 mol
v+  v
离子的物质的量不同。
AB
阴极区
AB 中间区 阳极区
阳离子
阴离子
二、离子的迁移数(假设溶液中只有一对离子发生迁移)
某离子运载的电流与通过溶液的总电流之比称 为该离子的迁移数，用符号 t 表示。
t+ =
I+
I++ I-
=
Q+
= 阳离子迁出n阳阳(极迁区）的物质的量
Q++ Q-
n总(电电）量
t- =
I-
I++ I-
=
Q-
Q++ Q-
阴离子迁出n阴阴(极迁区）的物质的量 =
n总(电电量）
t+ + t- = 1
影响迁移数的因素： 1）浓度的影响：浓度升高，离子的引力较大，正负离 子的速率均减慢， 若正负离子价数相同，所受影响也 大致相同，ti 变化不大；若价数不同，则价数大的离子
n(终)  n(始)  n(迁)  n(电)
n(迁)  7.10 105 mol
t(Cu2+ )

n(迁) n(电)

0.38
t(SO24 )  1  t  0.62
解法4： 如果分析的是阳极部的溶液，基本计算都相同，
只是离子浓度变化的计算式不同。
（1）阳极部先计算Cu2+ 的迁移数，阳极部Cu氧化成