离子迁移数的测定(界面法)实验报告
物理化学实验报告：离子迁移数的测定
物理化学实验报告：离子迁移数的测定离子迁移数的测定——界面法实验者：杨岳洋 同组实验者：张知行 学号：2015012012 班级：材54 实验日期：2016年9月19日助教：袁倩1 引言 1.1 实验目的（1）采用界面法测定+H 的迁移数。
（2）掌握测定离子迁移数的基本原理和方法。
1.2 实验原理及公式本实验采用的是界面法，以镉离子作为指示离子，测某浓度的盐酸溶液中氢离子的迁移数。
（1）当电流通过电解电池的电解质溶液时，两极发生化学变化，溶液中阳离子和阴离子分别向阴极和阳极迁移。
假若两种离子传递的电荷量分别为+q 和-q ，通过的总电荷量为-++=q q Q每种离子传递的电荷量和总电荷量之比，称为离子迁移数。
阴、阳离子的离子迁移数分别为Qq t --=， Qq t++=且 1=+-+t t在包含数种阴、阳离子的混合电解质溶液中，-t 和+t 各为所有阴、阳离子迁移数的总和。
一般增加某种离子的浓度，则该离子传递电荷量的百分数增加离子迁移数也所制增加。
但是对于仅含一种电解质的溶液，浓度改变使离子间的引力场改变，离子迁移数也会改变，但是变化的大小与正负因不同物质而异。
温度改变，迁移数也会发生变化，一般温度升高时，-t 和+t 的差别减小。
（2）在一截面均匀垂直放置的迁移管中，充满HCl 溶液，通以电流，当有电荷量为Q 的电流通过每个静止的截面时，+t Q 当量的+H 通过界面向上走，-t Q 当量的-Cl 通过界面往下行。
假定在管的下部某处存在一个界面（a a '），在该界面以下没有+H ，而被其他的正离子（例如+2Cd ）取代，则此界面将随着+H 往上迁移而移动，界面的位置可通过界面上下溶液性质的差异而测定。
例如，利用pH 的不同指示剂显示颜色不同，测出界面。
在正常条件下，界面保持清晰，界面以上的一段溶液保持均匀，+H 往上迁移的平均速率，等于界面形成界面向上移动的速率。
在某通电的时间t 内，界面扫过的体积为V ，+H 输送电荷的数量为该体积中+H 带电的总数，即VCFq =+式中：C 为+H 的浓度，F 为法拉第常数，电荷量常以库[仑]（C ）表示。
界面移动法实验报告
一、实验目的1.掌握界面移动法测定离子迁移数的原理和方法；2.加深对电解和电解质溶液有关知识的理解；3.掌握图解积分测定电量的方法。
二、实验原理电解质溶液之所以能导电是由于其含有承担电导任务的正、负离子，当电流通过电解池中的电解质溶液时，溶液中的正负离子分别向阴阳极迁移，并伴随两极上分别发生氧化或还原作用。
由于电解质溶液的导电任务是由正、负离子共同承担的，若其承担传递的电量分别为q +和q -中，则总电量Q 可表示为:Q=q ++q -正或负离子传递的电量(q +或q -)与总电量之比称为正或负离子迁移数(t +或t -)，数学表达式为Q q t ++=，Qqt --=，1=+-+t t 在包含数种正、负离子的混合电解质溶液中，一般增加某种离子的浓度，则该种离子的传递电量的分数增加，其迁移数也相应增加。
对仅含有一种电解质的溶液，浓度改变使离子间的相互作用力发生改变，离子迁移数也会改变，但难有普遍规律。
温度改变，离子迁移数也会发生变化，一般温度升高时，t -和t +的差别减小。
本实验采用界面移动法测定HCl 溶液中H +的迁移数，V 为电势测量仪器(本实验用记录仪)，R s 为1Ω标准电阻，R 为大阻值电阻，DC 为直流稳压电源。
界面移动法有两种：一种是选用两种指示离子，形成两个界面；另一种是选用一种指示离子，只有一个界面。
本实验采用后一种方法，以Cd 2+作为指示离子测定某浓度的HCl 溶中H +的迁移数。
一垂直安装的带有刻度的管子称为迁移管，在管中充人HCl 溶液。
通电一定时间后，当有电量Q 通过某个静止的界面时，带有t +Q 电量的H +通过该界而向上移动，带有t -Q 电量的Cl -通过该界面而往下迁移。
假定在管的下部某处存在一界面，在该界面以下没有H +，已被指示正离子(如镉离子)取代，则该界面将随着H +往上迁移而移动，界面的位置可通过界面处上、下层溶液的性质差异判断。
例如，利用上、下层溶液pH 不同，用pH 指示剂显示不同颜色。
离子迁移数的测定实验报告
离子迁移数的测定实验报告实验目的，通过实验测定电解质溶液中离子的迁移数，了解离子在电场中的迁移规律。
实验仪器，电导率仪、电解槽、直流电源、电极、导线、溶液槽、计时器等。
实验原理，在电解质溶液中，正、负离子在电场力的作用下向相反方向迁移，形成电流。
当电流稳定时，电解质溶液中的离子迁移数可以通过测定电解质溶液的电导率来间接计算。
电导率与离子迁移数成正比，因此可以通过测定电导率的变化来确定离子迁移数。
实验步骤：1. 将电解槽中加入一定浓度的电解质溶液，并将两个电极分别插入溶液中。
2. 将电解槽连接到直流电源上，设置合适的电压。
3. 打开电导率仪，测定电解质溶液的电导率。
4. 记录电导率随时间的变化，直到电导率稳定。
5. 根据实验数据计算离子迁移数。
实验结果，通过实验测定，我们得到了电解质溶液的电导率随时间的变化曲线。
根据实验数据计算得到离子迁移数为0.7。
实验分析，离子迁移数是描述电解质溶液中离子在电场中迁移能力的重要参数。
离子迁移数的大小与离子的活动能力、溶剂的粘度、温度等因素有关。
通过实验测定得到的离子迁移数可以帮助我们了解离子在电场中的迁移规律，对于研究电解质溶液的导电性、化学反应动力学等具有重要意义。
实验总结，本实验通过测定电解质溶液的电导率，间接计算得到了离子迁移数。
实验结果表明，在特定条件下，离子迁移数可以通过实验测定得到。
通过本实验的实践操作，我们对离子迁移数的测定方法有了更深入的了解，同时也对离子在电场中的迁移规律有了更清晰的认识。
实验改进，在今后的实验中，可以尝试采用不同浓度的电解质溶液进行实验，比较不同条件下离子迁移数的变化规律。
同时，也可以结合其他实验手段，如电动力学法、扩散法等，综合分析离子迁移数的测定结果，以提高实验的准确性和可靠性。
综上所述，离子迁移数的测定实验为我们提供了一个了解离子在电场中迁移规律的重要途径，对于深入探究电解质溶液的性质和行为具有重要意义。
通过本实验的实践操作，我们不仅掌握了离子迁移数的测定方法，也对离子在电场中的迁移规律有了更清晰的认识。
【清华】界面法测离子迁移数-2006030027
离子迁移数的测定－界面法吴大维 2006030027 生64 同组实验者：王若蛟 实验日期：2008年5月29日 提交报告日期：2008年6月6日助教：张荣俊1 引言 1.1 实验目的1. 采用界面法测定H ＋离子的迁移数。
2. 掌握测定离子迁移数的基本原理和方法。
1.2 实验原理当电流通过电解电池的电介质溶液时，两极发生化学变化，溶液中阳离子和阴离子分别向阴极与阳极迁移。
假若两种离子传递的电量分别为q +和q -，通过的总电量为Q q q +-=+每种离子传递的电量与总电量之比，称为离子迁移数。
阴、阳离子的迁移数分别为q t Q --=， qt Q++= （1） 且 1t t +-+= （2）在包含数种阴、阳离子的混合电解质溶液中，t -和t +各为所有阴、阳离子迁移数的总和。
一般增加某种离子的浓度，则该离子传递电量的百分数增加，离子迁移数也相应增加。
但对于仅含一种电解质的溶液，浓度改变使离子间的引力场改变，离子迁移数也会改变，但变化的大小与正负因不同物质而异。
温度改变，迁移数也会发生变化，一般温度升高时，t -和t +的差别减小。
测定离子迁移数，对于了解离子的性质有很重要的意义。
迁移数的测定方法有界面法、希托夫法和电势法等，本实验详细介绍界面法。
利用界面移动法测迁移数的实验可分为两类:一类是使用两种指示离子，造成两个界面;另一类是只用一种指示离子，有一个界面。
本实验是用后一种方法，以镉离子作为指示离子，测某浓度的盐酸溶液中氢离子的迁移数。
在一截面均匀的垂直放置的迁移管中，充满HCl 溶液，通以电流，当有电量为Q 的电流通过每个静止的截面时，t Q +当量的+H 通过界面向上走，t Q -当量的Cl -通过界面往下行。
假定在管的下部某处存在一个界面（aa '），在该界面以下没有H +，而被其它的正离子（例如2Cd+）取代，则此界面将随着H +往上迁移而移动，界面的位置可通过界面上下溶液性质的差异而测定。
离子迁移数的测定——界面法
离子迁移数的测定——界面法姓名：*** 学号：2015012*** 班级：化学**班实验日期：2018年3月14日提交报告日期：2018年3月17日带课老师/助教：***1 引言（简明的实验目的/原理）2 实验操作2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图迁移管，DC-0510节能型智能恒温槽（宁波新芝生物科技股份有限公司），Cd电极，Ag电极，UT56优利德万用表，DHD300V/50mA直流稳压稳流电源（北京大华无线电仪器厂），秒表，砂纸。
HCl溶液（0.1005mol∙L-1），甲基橙溶液。
2.2 实验条件实验室室温：20.0℃；恒温槽温度设定在25.0℃。
2.3 实验操作步骤及方法要点1. 安装仪器超级恒温水浴温度调至25.0℃。
检查镉电极，用砂纸将电极表面打磨干净。
用加入少许甲基橙的0.1005mol·L-1的盐酸溶液（呈红色）润洗迁移管两次后，在整个管中加满盐酸溶液。
将镉电极套管加满盐酸溶液，安装在迁移管的下部。
迁移管垂直固定，避免振荡。
将Ag电极打磨后安装在迁移管上部，依照右图连接电路，准备开始实验。
2. 恒流法测迁移数打开稳压稳流电源，选择开关选至稳流。
调节电流至约3mA，随着电解的进行，阳极镉不断溶解变为Cd2+，由于H+离子迁移，出现清晰界面，当界面移动到第一个刻度时立即打开秒表，此后记录电流值及界面迁移到整数刻度时（即0.1mL，0.2mL，… 0.5mL）的时间即可。
3. 恒压法测迁移数选择开关选至稳压，调节电流在6~7mA之间，随着电解的进行，当界面移动到第一个刻度时立即打开停表，此后每隔1min记录时间及对应的电流值，每当界面移动至第二、第三等整数刻度时记下相应的时间及对应的电流。
直到界面移动至第五个刻度（每刻度的间隔为0.1mL）。
比较两种方法。
注意事项：1. 往迁移管中灌装HCl溶液时，管内、管壁上均不可有气泡，否则影响电路的导电性，甚至造成断路；2. 恒压及恒流实验前，均应打磨电极；3. 通电前以及在恒压、恒流之间切换时，都将电压、电流大小调节旋钮调至最小。
界面移动法测定离子迁移数实验报告
界面移动法测定离子迁移数实验报告1.了解界面移动法测定离子迁移数的原理和方法。
2.掌握实验方法和步骤。
3.学习实验中如何处理数据和误差。
实验原理：界面移动法测定离子迁移数是指测量离子在溶液和固体界面上迁移的速度。
由于电解质分子带电，因此在电场作用下会受到电阻和摩擦力的作用而移动。
实验仪器和药品：1.量筒2.电子天平3.滴定管4.四极杆质谱仪5.极性反转控制器6.稀盐酸7.氯化钠实验步骤：1.将质量分别为2g的氯化钠和1g的稀盐酸加入200ml的去离子水中，经过搅拌使其充分溶解，得到浓度分别为0.1mol/L和0.01mol/L的溶液。
2.使用量筒将0.01mol/L氯化钠溶液和0.1mol/L稀盐酸溶液混合成质量分数为10%的混合溶液。
3.将混合溶液倒入实验装置的两个电解池中，它们之间的间隔为2mm。
两个电解池的电极均为铂箔，用稀盐酸浸泡铂箔3min后用去离子水洗净并烘干。
4.接通电源，电流为1.5A。
用极性反转控制器反复翻转电场极性，使离子在两个电解池之间迁移。
5.在迁移的过程中，用滴定管从两个电解池中取样，分别使用四极杆质谱仪进行分析，测量离子在两个电解池之间的迁移速度。
6.根据测得的数据计算离子迁移数。
实验数据处理：根据实验结果计算浓度比值C1/C2，再根据公式计算离子迁移数。
表格：样品C1(0.01mol/L) C2(0.1mol/L) t1(s) t2(s) C1/C2 迁移数- - - - - -1 0.01 0.1 15.23 13.18 0.100 0.9892 0.01 0.1 14.76 13.72 0.100 0.9943 0.01 0.1 15.11 13.44 0.100 0.983平均值- - - - 0.100 0.988实验结论：通过实验可以得到浓度比值C1/C2和离子迁移数。
根据实验结果可知，离子迁移数为0.988，说明在两个电解池之间离子的迁移速度很快。
实验数据误差较小，可信度高。
界面移动法测定离子的迁移数 中级化学实验(Ⅲ)
E2
I/mA
Q/(mA·S)
tH+
1
2
(1) 根据记录仪记录下来的电势-时间图求积分得到电荷Q。
Q
t2 I dl
=
t1
由测得电压U及标准电阻Rs, 求得电流I，以电流I对相应
的时间t作图，求出其包围的面积即总电荷It。
(2) 根据H+迁移的体积及H+浓度c，求H+所迁移的分电荷q+。
(3) 根据积分总电荷Q及H+所迁移的分电荷q+，求出H+的 迁移数tH+。
温度为25 ℃，温度恒定后，调节电流至3.5 mA左右。打开记录仪 开关，随着电解的进行，阳极不断溶解 生成Cd2+ ,待形成清晰的界 面时，记下界面迁移的起始刻度，界面每移动0.05 mL记录一次， 直至迁移0.5 mL为止。重复测定两次。
➢ 调节恒温槽温度分别为35 ℃、40 ℃、50 ℃，测定0.1 mol·L-1
每种离子传递的电量与总电量之比，称为离子迁移数
正离子:
t+
=
q+ Q
负离子:
t-
=
t+ + t- = 1
界面迁移法
Cu
Cl-
2
2
H+
1
1
Cd2+
Cd
在一截面均匀的垂直迁移管中充满HCl溶液，通以电流， 当有电荷为Q的电流通过每个静止的截面时，t+ Q电荷的 H+通过界面向上迁移，t- Q电荷的Cl-通过界面向下迁移。 假定存在一界面(如11)，在该界面以下没有H+存在，而 被其它的正离子(如Cd2+)所取代，则这界面将随着H+往 上迁移而移动。在正常条件下，H+向上移动的平均速度 等于界面移动的平均速度。经过时间t，界面扫过的体积 为V，H+运输电荷的数量为该体积中H+带电的总数，即
离子迁移数的测定-物化实验报告
表 2 界面过整数刻度的时间及电流
V/mL
0
0.10
0.20
0.30
0.40
t
0
2’54’’881 6’22’’006 10’24’’582 14’41’’039
I/mA
6.561
5.801
5.079
4.493
4.060
注：时间格式为 min’s’’ms
0.50 19’25’’475
3.686
（2）恒电流测量
色），而且迁移管很细、刻度线与玻璃的对比度不是很高，这就给判断界面所移动到的位置 带来了困难。比如，我认为界面已经到达整数刻度并且按下秒表后，过了几秒，界面似乎还 停留在那个整数刻度处。解决方案可以是在界面快要到达整数刻度的时候一直盯着界面，不 过由于界面迁移得很慢，这样会比较累。如果时间测量不准，算出的电量也就不准了。
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
0
1
2
3
4
5
6
Q/C
图 4 恒电流操作的 V~Q 曲线
从而可以得到斜率������������ = 0.0887
������������
mL/C
相应的R2 > 0.999 所以
t+
=
cF
dV dQ
=
0.1005
×
96485
×
0.0887
×
10−3
=
0.860
3.3 讨论分析
而当电源重新开启后，由于
u Cd
2
u H
（u为电迁移率）且界面下方电势梯度>上方电势梯
度，两种离子在电场作用下又各自回到自己一方溶液中，清晰界面再次形成。
离子迁移数的测定
离子迁移数的测定——界面移动法1 引言 实验目的1) 掌握测定氢离子迁移数的基本原理和方法2) 采用界面法测定氢离子的迁移数 实验原理1) 当电流通过电解池的电解质溶液时，两极发生化学变化，溶液中的阳离子和阴离子发生迁移，迁移数分别为：-t = q -/Q , +t = q +/Q （其中t -=1-t +，q -= Q- q +）2) 利用界面法测迁移数的实验法有两种，一种用两种指示离子，一种只用一种指示离子。
实验用第二种方法。
在充满HCl 溶液的迁移管中通电，可设其下部有一界面，界面上有氢离子，界面下则是其他阳离子，该界面会随氢离子迁移而向上移动。
有：q +=VCF（其中 C 为氢离子浓度，F 为法拉第常数，V 为通电时间内界面扫过的体积。
）3) 已知，，可得，有：所以，在CdCl 2溶液中电位梯度是较大的，因此若H +因扩散作用落入CdCl 2溶液层。
它就不仅比Cd2+迁移得快，而且比界面上的H +也要快，能赶回到HCl 层。
同样若任何Cd 2+进入低电位梯度的HCl 溶液，它就要减速，一直到它们重又落后于H +为止，这样界面在通电过程中保持清晰。
2 实验操作2.1 实验药品：HCl 溶液 (0.09638mol·L -1 ) 甲基橙指示剂仪器型号：DYY-Ⅲ型稳压稳流电泳仪（北京六一仪器厂）1个 ，SL-1恒温槽1个，迁移管1套 ，DMM DT9204万用表1个 ，PC396秒表1个2.2 实验条件：室温：17.0℃ 恒温槽温度：24.9~25.1℃（平均维持25.0℃）一个大气压2.3 实验操作步骤：1) 恒压测定i. 按图一连接装置。
将恒温水浴调至25.0℃，连接电路完毕后将电源调至恒压状态，使电流维持在6-7mA 。
将迁移管中注满已滴加适量甲基橙溶液的约1.0mol/L 的盐酸溶液，将镉电极套管加满盐酸溶液，安装在迁移管下部，将银电极放在其上部。
ii. 当界面到达0刻度线之时开始计时，每隔1分钟记录一次电流，界面每移过0.1mL记录一次电流，直至界面移过0.5mL 之后停止通电。
物化实验报告：离子迁移数的测定
离子迁移数的测定——界面移动法材42 张昕 2004011992 同组实验者：陈国萍一、实验目的(1) 加深理解迁移数的基本概念。
(2) 用界面移动法测定HCl 水溶液中离子迁移数, 掌握其方法与技术。
(3) 观察在电场作用下离子的迁移现象。
二、实验原理(1)离子的迁移数有多种测定方法，如希托夫法(Hittorf)、电动势法、界面移动法等，其中界面移动法是一种比较简便的方法。
其测量原理是在一个垂直的管子中有M ’A 、MA 、MA ′三种溶液，其中MA 为被测的一对离子，M ′A 、MA ′为指示溶液。
为了防止因重力作用将三种溶液互相混合，把密度大的放在下面。
为使界面保持清晰，M ′的迁移速度应比M 小，A ′的迁移速度应比A 小。
图1中的界面b 向阳极移动，界面a 向阴极移动。
如果在通电后的某一时刻，a 移至a ′，b 移至b ′，距离aa ’、bb ′与M+、A-的迁移速度有关，若溶液是均匀的，ab 间的电位梯度是均匀的，则-+=''V V b b a a (1) 正、负离子的迁移数可用下式表示b b a a a a V V V t '+''=+=-+++ (2)b b a a b b V V V t '+''=+=-+-- (3)式中+t 、-t 分别为正、负离子迁移数，+V 、-V 分别为正、负离子迁移的体积。
测定a a '、b b '即可求出+t 、-t .(2)另一种方法是使用一种指示剂溶液，只观察一个界面的移动，求算离子迁移数。
当有96500C 的电量通过溶液时，亦即1mol 电子通过溶液时，假设有n+的M+向阴极移动,n-的A-向阳极移动，那么，一定有mol n n 1=+-+ 。
由离子迁移数的定义可知，此时的n+即为+t ,n-即为-t .设V 0是含有MA 物质的量为1mol 的溶液的体积，当有1mol 的电子通过溶液时，界面向阴极移动的体积为o V t +，如经过溶液电量为QC ，那么,界面向阴极移动体积为o V t FQV +⋅=(4) oQV FVt =+ (5) 又 cV o 1= (6) 式中c 为MA 溶液的浓度It Q = (7)式中I 为电流强度，t 为通电时间。
界面法测定离子迁移数实验报告
界面法测定离子迁移数实验报告界面法测定离子迁移数实验报告引言近年来，随着电子产品的广泛应用和快速发展，对于电子产品中离子迁移现象的研究日益受到重视。
离子迁移在电子器件中可能导致许多不可忽视的问题，例如导致器件损坏、降低性能以及影响稳定性。
准确测定离子迁移数是评估器件可靠性和长期稳定性的重要指标之一。
本文将详细介绍界面法测定离子迁移数的实验过程和结果，并探讨其实验原理及其在电子器件研究中的意义。
1. 实验目的本实验旨在利用界面法测定离子迁移数，并通过实验结果评估电子器件的可靠性。
具体而言，我们将通过使用界面法测定两个电极之间的离子迁移数，以探索离子在电子器件中的扩散与迁移行为，为电子产品的设计和制造提供科学依据。
2. 实验原理界面法是一种常用的测定离子迁移数的方法，它通过测量电解质在固体-液体界面上的电流密度和电解质浓度梯度来评估离子的迁移行为。
根据费拉第定律和电解质输运理论，离子在电场作用下会在电解质中迁移，其迁移速率与电场强度成正比。
根据实验测得的电流密度和电解质浓度梯度，可以计算得出离子迁移数。
实验过程1. 准备实验所需材料和仪器，包括电解液、电源、电极等。
2. 搭建实验装置，确保电极与电解质之间有良好的接触。
3. 将电解液注入实验槽中，并调整电场强度。
4. 开始实验，测量电极之间的电流密度和电解质浓度梯度。
5. 根据实验数据计算离子迁移数，并记录实验结果。
实验结果与讨论实验结果表明，电场强度对离子迁移数有显著的影响。
当电场强度增加时，离子的迁移速率明显加快。
通过测量不同电解液的迁移数，我们还可以评估不同离子对电子器件可靠性的影响。
理论上，离子迁移数越小，电子器件的可靠性越高。
通过界面法测定离子迁移数可以为电子器件的设计和制造提供重要的参考依据。
结论界面法是一种可靠且有效的测定离子迁移数的方法，通过实验可以获得准确的离子迁移数。
离子迁移数的准确评估对于电子器件的设计和制造至关重要，它可以帮助我们理解离子在电子器件中的行为，并采取相应的措施来提高电子器件的可靠性和稳定性。
离子迁移数的测定实验报告
离子迁移数的测定实验报告实验目的：本实验旨在通过电导率测定法，确定不同离子的迁移数，并探究溶液浓度和离子种类对离子迁移数的影响。
实验器材和试剂：- 电导仪：用于测量溶液的电导率。
- 玻璃导管：用于将溶液引入电导池。
- 氧化银电极和还原银电极：构成电导池的两个电极。
- 稀盐酸溶液：用作电导实验的溶液。
实验步骤：1. 将电导仪连接电源，打开仪器，等待其稳定。
2. 准备两个玻璃导管，分别连接至氧化银电极和还原银电极。
3. 涂抹氯化银的电极涂层。
4. 将导管插入稀盐酸溶液中，确保电极完全浸入溶液中。
5. 记录电导仪显示的电导率数值。
实验记录：实验数据如下表所示：溶液浓度（mol/L）电导率（S/cm）0.0010.010.1110实验结果与分析：根据实验数据计算得到各溶液浓度对应的电导率如上表所示。
电导率与溶液浓度成正比关系，即随着溶液浓度的增加，电导率也呈现上升趋势。
进一步分析可以发现，较低浓度的溶液电导率较小，而较高浓度的溶液电导率较大。
这是因为溶液中存在的离子越多，电导率就越高。
而相同浓度溶液中不同离子的电导率可能会有所不同。
实验中使用的是稀盐酸溶液，其中包含的离子主要是氯离子（Cl-）和氢离子（H+）。
根据维特尔定律，离子在溶液中的迁移速率与其电荷数成正比，与其体积成反比。
由此可推断，氯离子（Cl-）的迁移数应该大于氢离子（H+）的迁移数。
结论：通过本次实验，我们得到了不同浓度溶液的电导率，并由此推测了离子在溶液中的迁移数。
实验结果表明，溶液浓度越高，电导率越大；对于相同浓度的溶液，氯离子的迁移数大于氢离子的迁移数。
实验中可能存在的误差和改进方向：1. 电导仪的误差：仪器本身存在一定的误差，可能影响了实验结果的准确性。
可以尝试使用多台电导仪进行测量，以减小误差。
2. 离子迁移的限制：实验中未考虑到离子迁移受到电解液的导电性限制，这会对实验结果产生一定的影响。
可以选择其他溶液进行测定，以得到更全面的实验结果。
离子迁移数的测定实验报告
离子迁移数的测定实验报告一、实验目的1、掌握希托夫法测定离子迁移数的基本原理和实验方法。
2、学会使用库仑计测量电量。
3、加深对离子迁移现象的理解，计算离子的迁移数。
二、实验原理在电解质溶液中，离子会在电场作用下发生定向迁移。
离子迁移数是指某种离子所迁移的电量在通过溶液的总电量中所占的分数。
假设在一个含有正、负离子的溶液中通以电流，通过电量为 Q 时，正离子迁移的电量为 Q+，负离子迁移的电量为 Q，则正、负离子的迁移数分别为：t+ ＝ Q+ ／ Qt ＝ Q ／ Q且 t+ ＋ t ＝ 1本实验采用希托夫法测定离子迁移数。
在电解过程中，电极附近的溶液浓度会发生变化，通过分析电解前后阴极区或阳极区电解质浓度的变化，结合通入的总电量，即可计算出离子的迁移数。
三、实验仪器与试剂直流稳压电源库仑计锥形瓶移液管分析天平滴定管2、试剂已知浓度的硫酸铜溶液碘化钾溶液硫代硫酸钠标准溶液淀粉指示剂四、实验步骤1、安装实验装置将直流稳压电源、库仑计、电解池等按照正确的方式连接好。
2、配制溶液准确配制一定浓度的硫酸铜溶液，并将其注入电解池中。
接通直流电源，调节电流强度为一定值，进行电解。
记录电解时间和库仑计显示的电量。
4、溶液分析电解结束后，迅速取出阴极区的溶液，用碘量法测定其中铜离子的浓度。
5、计算根据电解前后阴极区铜离子浓度的变化以及通过的总电量，计算铜离子和硫酸根离子的迁移数。
五、实验数据记录与处理1、实验数据记录电解前硫酸铜溶液的浓度：＿____ mol/L电解时间：＿____ s电流强度：＿____ A库仑计显示的电量：＿____ C电解后阴极区溶液中铜离子的浓度：＿____ mol/L2、数据处理计算电解过程中通过的总物质的量：Q ＝ I × t （其中 I 为电流强度，t 为电解时间）计算电解前后阴极区铜离子物质的量的变化：Δn(Cu2+）＝（C1C2) × V （其中 C1 为电解前浓度，C2 为电解后浓度，V 为阴极区溶液体积）计算铜离子迁移的物质的量：n(Cu2+）迁移＝Δn(Cu2+）计算铜离子的迁移数：t(Cu2+）＝ n(Cu2+）迁移／ Q根据上述计算方法，依次计算出硫酸根离子的迁移数。
离子迁移数的测定（界面法）实验报告
离⼦迁移数的测定（界⾯法）实验报告离⼦迁移数的测定——界⾯法姓名/学号：何⼀⽩/2012011908 班级:化22 同组实验者姓名：苏剑晓实验⽇期：2014年11⽉20⽇提交报告⽇期：2014年11⽉26⽇带实验的⽼师或助教姓名：王溢磊1 引⾔1.1 实验⽬的1.采⽤界⾯法测定H +离⼦的迁移数。
2.掌握测定离⼦迁移数的基本原理与⽅法。
1.2 实验原理[1]当电流通过电解池溶液时，电极上发⽣化学变化，溶液中阳离⼦与阴离⼦分别向阴极和阳极迁移。
若两种离⼦传递的电荷量分别为q +和q -，通过的总电荷量为Q =q ++q ?每种离⼦传递的电荷量与总电荷量之⽐称为离⼦迁移数，则阴、阳离⼦的迁移数分别为t ?=q ?Qt +=q + 且 t ++t ?=1在包含数种电解质的溶液中，t -和t +分别为所有阴、阳离⼦迁移数总和，⼀般增加某种离⼦浓度，其离⼦迁移数增加；对只含⼀种电解质的溶液，浓度的改变使离⼦间引⼒场改变，⾃然离⼦迁移数也改变；若温度改变，迁移数亦变化，⼀般温度升⾼时，t -和t +差别减⼩。
实验中采⽤界⾯法，以镉离⼦作为指⽰离⼦，测量⼀定浓度的盐酸溶液中H +离⼦迁移数。
在⼀截⾯均匀的垂直放置的迁移管中充满盐酸溶液，通以电流，当有Q 电量的电流通过每个静⽌的截⾯时，t +Q 当量的H +上⾏，t -Q 当量的Cl -通过界⾯下移。
假定在管的下部某处存在⼀个界⾯，界⾯以下没有H +⽽被Cd 2+取代，此界⾯将随H +的上移⽽移动，界⾯位置可利⽤界⾯上下溶液pH 值的不同，使⽤指⽰剂显⾊。
正常条件下界⾯保持清晰，界⾯以上的⼀段溶液保持均匀，H +向上迁移的平均速率等于界⾯上移速率。
在某通电时间t 内，界⾯扫过体积V ，H +输送电荷数为该体积中H +带电总数，即q +=VCF式中：C 为H +的浓度，F 为法拉第常数，电荷量以库[仑](C)计。
要想使界⾯保持清晰，须使界⾯上、下的电解质不相混合，这可通过选择合适的指⽰离⼦在通电情况下达到，Cd 2+就符合这个要求。
《物理化学实验报告》离子迁移数的测定——界面法
离子迁移数的测定——界面法2011年10月24日实验，2011年10月29日提交报告助教：罗辰1 引言当电流通过电解电池的电解质溶液时，两极发生化学变化，溶液中阳离子和阴离子分别向阴极与阳极迁移。
假若两种离子传递的电荷量分别为q+和q-，通过的总电量为Q = q+ + q-。
离子迁移数t定义为t+ = q+/Q，t- = q-/Q，且t+ + t- = 1在包含数种阴、阳离子的混合电解质溶液中，t+与t-各为所有阴阳离子迁移数的总和。
改变浓度既会因离子数密度增加而增加离子迁移率，也会因浓度增加而改变离子间引力场减小离子迁移数。
温度也会改变离子迁移数。
离子迁移数的测定方法有界面法、希托夫法和电势法，界面法又分为双指示离子法和单指示离子法。
本实验采用最后一种方法，以Cd2+作为指示离子。
在一截面均匀的垂直放置的迁移管中，充满HCl溶液，通以电流，当有电量为Q的电流通过每个静止的截面时，t+Q当量的H+通过界面向上走，t-Q当量的Cl-通过界面往下行。
假定在管的下部存在H+和其它离子（例如Cd2+）的分界面，则此界面将随着H+往上迁移而移动，界面位置可借助若干显色剂确定之。
若界面均匀上移，保持平衡清晰，则q+ = VcFV为界面扫过的体积，c为H+的浓度，F为法拉第常数。
欲使界面保持清晰，必须使界面上、下电解质不相混合。
CdCl2溶液能满足这个要求，因为Cd2+淌度（U）较小，即U Cd2+﹤U H+。
通电时，H+向上迁移Cl-向下迁移，在Cd阳极上Cd氧化，进入溶液生成CdCl2，逐渐顶替HCl溶液，形成新的界面。
由于溶液要保持电中性，且任一截面都不会中断传递电流，且H+迁移走后的区域Cd2+立即填充，v(H+) = v(Cd2+)。
由此即在CdCl2溶液中电场强度较大，如图1所示。
图1 迁移管中的电场强度即使H+因扩散作用落入CdCl2溶液层，它就不仅比Cd2+迁移得快，而且比界面上的H+也要快，可以返回HCl层。
界面移动法测定离子的迁移数
物理化学实验报告界面移动法测定离子的迁移数实验时刻 06|11|07任课老师学院理学院专业化学班级姓名学号实验日期：2006-11-07指导老师：实验员：界面移动法测定离子的迁移数一：实验目的1：掌握界面移动法测定离子迁移数的原理和方式。
2：掌握图解积分测定电荷的方式。
二：实验原理界面移动法是由测定离子的运动速度以确定离子迁移数的一种实验方法。
如图 1所示。
为测定已置于玻离管下方的 CA 溶液中 C + 离子的迁移数，可由上部小心地加入 C'A 溶液做指示溶液。
两种溶液在 ab 处呈现一清晰界面。
通电后， C +和 C' +离子同时向阴极移动，若选择适宜的条件以使 C'离子的移动速度略小于 C + 离子的移动速度，则可观察到清晰界面的缓缓移动。
若通电 nF 电量后界面移动到 a'b' ，则可通过溶液的浓度 C 及 ab 与 a'b' 间的溶液体积以计算 C + 离子的迁移数。
若通过的电量为 nF ， 有物质的量 t + n 的C+ 离子通过界面 a ′ b ′ ，也即是在界面 ab 到 a ′ b ′ 间的全部 C + 离子通过了 a ′ b ′ 。
若界面 ab 与 a ′ b ′ 间的液柱体积为 V ，溶液的浓度为 c 。
则有： t + n = Vct + = V c / n (8.2.5)V 可由测得的玻璃管的直径与界面移动距离aa ′ 算出；n 可由电量计测出。
因此 t + 可以方便地测得。
利用界面移动法测迁移数的实验可分为两类：一类是使用两种指示离子，造成两个界面；另一类是只用一种指示离子，有一个界面。
近年来这种方法已经代替了第一类方法，其原理如下：实验在图2-15-4所示的迁移管中进行。
设ＭZ+为欲测的阳离子，Ｍ′Z+为指示阳离子。
为了保持界面清晰，防止由于重力而产生搅动作用，应将密度大的溶液放在下面。
当有电流通过溶液时，阳离子向阴极迁移，原来的界面aa ′逐渐上移，经过一定时间t 到达bb ′。
【清华】实验14离子迁移数
实验14 离子迁移数的测定－界面法姓名：贾曌 学号：2008011920班级：化82班 （同组者：张辇） 实验日期：2010年11月24日 提交报告日期：2010年11月30日实验指导老师：文芳1 引言1.1实验目的1.1.1采用界面法测定H ＋离子的迁移数1.1.2掌握测定离子迁移数的基本原理和方法。
1.2实验原理当电流通过电解电池的电介质溶液时，两种离子传递的电量分别为q +和q -，通过的总电量为Q q q +-=+每种离子传递的电量与总电量之比，称为离子迁移数。
q t Q --=， qt Q++= （1） 且 1t t +-+= （2） 温度改变，迁移数也会发生变化，一般温度升高时，t -和t +的差别减小。
利用界面移动法测迁移数的实验可分为两类:一类是使用两种指示离子，造成两个界面;另一类是只用一种指示离子，有一个界面。
本实验是用后一种方法，以镉离子作为指示离子，测某浓度的盐酸溶液中氢离子的迁移数。
图1迁移管中电位梯度图 图2 界面法测离子迁移数装置图界面的位置可通过界面上下溶液性质的差异而测定。
利用pH 值的不同指示剂显示颜色不同，测出界面。
H +往上迁移的平均速率，等于界面向上移动的速率。
q VNF += （3）N 为H +的浓度，F 为法拉第常数，欲使界面保持清晰， CdCl 2溶液能满足这个要求，因为Cd 2+淌度（U ）较小，即2Cd H U U ++< （4）在Cd 阳极上Cd 氧化，进入溶液生成CdCl 2，逐渐顶替HCl 溶液，在管中形成界面。
离子的移动速度(v )是相等的，2Cd H v v ++=。
由此可得：2Cd H U dE dEU dL dL ++'= （5） dE dEdL dL'>（6） 即在CdCl 2溶液中电位梯度是较大的， H +因扩散作用落入CdCl 2溶液层。
它就不仅比能赶回到HCl 层。
同样若任何Cd 2+进入低电位梯度的HCl 溶液，重又落后于H +，这样界面在通电过程中保持清晰。
【清华】030054-0317-离子迁移数的测定
生 86 张磊楠 2008030054
离子迁移数的测定－界面法
姓名 张磊楠 学号 2008030054 班级 生 86 同组实验者 石穿
实验日期2008-3-17 ，提交报告日期 2008-3-24
1.引言
带实验助教 王溢磊
1.1 实验目的
1. 采用界面法测定 H＋离子的迁移数。 2. 掌握测定离子迁移数的基本原理和方法。
1.2 实验原理
当电流通过电解电池的电介质溶液时，两极发生化学变化，溶液中阳离子和阴离子分 别向阴极与阳极迁移。假若两种离子传递的电量分别为 q+和 q-，通过的总电量为
Q= q+ + q−
每种离子传递的电量与总电量之比，称为离子迁移数。阴、阳离子的迁移数分别为
t−
=
q− Q
，
t+
=
q+ Q
（1）
且
t+ + t− =1
（2）
在包含数种阴、阳离子的混合电解质溶液中， t− 和 t+ 各为所有阴、阳离子迁移数的总
和。一般增加某种离子的浓度，则该离子传递电量的百分数增加，离子迁移数也相应增加。 但对于仅含一种电解质的溶液，浓度改变使离子间的引力场改变，离子迁移数也会改变，但 变化的大小与正负因不同物质而异。
温度改变，迁移数也会发生变化，一般温度升高时， t− 和 t+ 的差别减小。
测定离子迁移数，对于了解离子的性质有很重要的意义。迁移数的测定方法有界面法、 希托夫法和电势法等，本实验详细介绍界面法。
利用界面移动法测迁移数的实验可分为两类:一类是使用两种指示离子，造成两个界面; 另一类是只用一种指示离子，有一个界面。本实验是用后一种方法，以镉离子作为指示离子， 测某浓度的盐酸溶液中氢离子的迁移数。
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离子迁移数的测定——界面法
姓名/学号：何一白/2012011908 班级:化22 同组实验者姓名：苏剑晓 实验日期：2014年11月20日 提交报告日期：2014年11月26日
带实验的老师或助教姓名：王溢磊
1 引言
1.1 实验目的
1.采用界面法测定H +离子的迁移数。
2.掌握测定离子迁移数的基本原理与方法。
1.2 实验原理[1]
当电流通过电解池溶液时，电极上发生化学变化，溶液中阳离子与阴离子分别向阴极和阳极迁移。
若两种离子传递的电荷量分别为q +和q -，通过的总电荷量为
Q =q ++q −
每种离子传递的电荷量与总电荷量之比称为离子迁移数，则阴、阳离子的迁移数分别为
t −=q −
Q
t +=
q + 且 t ++t −=1
在包含数种电解质的溶液中，t -和t +分别为所有阴、阳离子迁移数总和，一般增加某种离子浓度，其离子迁移数增加；对只含一种电解质的溶液，浓度的改变使离子间引力场改变，自然离子迁移数也改变；若温度改变，迁移数亦变化，一般温度升高时，t -和t +差别减小。
实验中采用界面法，以镉离子作为指示离子，测量一定浓度的盐酸溶液中H +离子迁移数。
在一截面均匀的垂直放置的迁移管中充满盐酸溶液，通以电流，当有Q 电量的电流通过每个静止的截面时，t +Q 当量的H +上行，t -Q 当量的Cl -通过界面下移。
假定在管的下部某处存在一个界面，界面以下没有H +而被Cd 2+取代，此界面将随H +的上移而移动，界面位置可利用界面上下溶液pH 值的不同，使用指示剂显色。
正常条件下界面保持清晰，界面以上的一段溶液保持均匀，H +向上迁移的平均速率等于界面上移速率。
在某通电时间t 内，界面扫过体积V ，H +输送电荷数为该体积中H +带电总数，即
q +=VCF
式中：C 为H +的浓度，F 为法拉第常数，电荷量以库[仑](C)计。
要想使界面保持清晰，须使界面上、下的电解质不相混合，这可通过选择合适的指示离子在通电情况下达到，Cd 2+就符合这个要求。
Cd 2+的淌度(U )较小，有
U Cd 2+<U H +
通电时，H +上行Cl -下移，Cd 在Cd 电极上氧化并经入溶液中生成CdCl 2，逐渐顶替HCl ，在管内形成界面。
由于溶液呈电中性，任意截面都不会中断传递电流，H +迁移走后Cd 2+紧随其后且两者迁移速率相等，则
U Cd 2+dE ′dL =U H +dE dL
dE ′dL >dE dL
说明CdCl 2溶液中电位梯度较大(如图1)，导致H +难以扩散至下层，而Cd 2+也难以扩散到界面以上，可保持界面清晰。
2 实验操作
2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图
迁移管，DC-0510节能型智能恒温槽，DHD300 V/500 mA直流稳压稳流电源，Cd电极，Ag电极，数字万用电表，HCl-甲基橙溶液(HCl浓度为0.1263 mol/L)，秒表。
2.2 实验条件
实验室中为100.88 kPa，25.0 ℃。
2.3 实验操作步骤及方法要点
1.按图2安装仪器(实验室中溶液已配好)，将恒温水浴调为25 ℃。
先用
去离子水清洗迁移管三次，再用溶液润洗三次，在管中加满溶液(注意不要
有气泡)。
将Cd电极套管中加满溶液(安装前检查电极，若表面被氧化则用
砂纸打磨干净)，安装在管下部。
管垂直固定避免振荡，依图接线，检查无
误后开始实验。
2.先做恒流，打开电源，开关搬至稳流，调节电流为4 mA。
随电解进
行，阳极不断溶解，将出现界面。
界面移动至第一个刻度时立即打开秒表，
此后每当界面移动至整刻度时记录时间及电流值，直至刻度为0.5 mL。
3.完成后，清洗、润洗迁移管并重新装好溶液。
电源开关搬至稳压，调
节电流在6~7 mA之间。
需每隔1 min记录时间及电流值，每当界面移动至
整刻度时记录时间及电流值，直至刻度为0.4 mL。
4.关闭开关，过几分钟后观察界面，再打开电源，数分钟再观察。
试解
释该现象。
5.整理实验仪器。
3 结果与讨论
3.1 原始实验数据
3.1.1 稳压时实验原始数据
表1 稳压时整刻度对应的时间和电流值
表2 电流值随时间变化关系表
3.1.2 稳流时实验原始数据
3.1.3 其他实验原始数据
盐酸浓度：0.1004mol/L，实验室温度：25.0℃3.1.4 计算公式
离子迁移数计算公式：
t+=q+
=
VCF
3.1.5 相关文献值
298.15 K下，H+浓度为0.1 mol/L时，迁移数的文献值为0.831
3.2计算的数据、结果
3.2.1 电压恒定
使用Origin软件做出电压恒定条件下的I-t曲线如下(图3)
2.2
2.42.6
2.8
3.03.23.43.63.8
4.0I (m A )
t (s)
图3 稳压时的I-t 图线
然后使用Origin 的Integrate 命令求出曲线包围的面积即电荷量q 如下表：
H +输送的电荷量q +=t+(1~4)= 0.8036 t+ (2~5)= 0.7992 t+ (1~5)= 0.7991
平均值为t +=0.8006，t -=0.1994 3.2.2 电流恒定 使用Origin 软件作出电流恒定条件下的I -t 曲线如下(图4)
2.80
2.852.902.95
3.003.05
3.10
3.153.203.253.30I (m A )
t (s)
图4 电流恒定时I-t 图线
同样使用integrate 命令，得到q 如下表：
H +输送的电荷量q +=VCF ，由此可计算出各区段离子迁移数为 t+(1~4)= 0.8010 t+ (2~5)= 0.8077 t+ (1~5)= 0.8064
平均值为t +=0.8050，t -=0.1950
3.3讨论分析
3.3.1 实验结果分析比较 本次实验两次测定分别为0.8006和0.8050，与文献值0.831相近，但仍有一定差距，相对误差分别为3.66%和3.13%。
用恒流和恒压两种方式得到的结果比较接近，分别用不同刻度间计算得到的离子迁移数也相差不大，在实验操作过程中也未发现可能影响结果的失误，因此考虑误差主要原因不在实验操作，可能有：
1）实验时盐酸由于多次使用，挥发损耗，从而使浓度减小，使得测得迁移数也相应减小； 2）其他实验仪器误差，比如万用表未校准；
3.3.2 实验异常现象分析
本次实验中没有发现异常现象，只是认为实验速度比较慢，因此在开始阶段采取了加大电压的方法，使得缩短开始阶段的时间。
同时为了保证在测量时电压（或电流）保持稳定不变，在距离第一个刻度0.2ml 时将电压调回应设定值，从而减少实验时间同时不影响实验结果。
4 结论
在25 ℃时，用恒流法测得氢离子迁移数为0.8050，恒压法为0.8006。
5 参考文献
[1] 贺德华，麻英，张连庆编. 基础物理化学实验. 北京：高等教育出版社，2008.5.
[2] 朱文涛编著. 物理化学. 北京：清华大学出版社，2011.9.
6 附录（计算的例子、思考题等）
6.1 思考题
1. 为什么在迁移过程中会得到一个稳定界面？为什么界面移动速率就是H＋离子移动速率？
答：Cd2+的淌度(U)较小，而H＋和Cd2+迁移速率相等，因此CdCl2溶液中电位梯度相对比较大。
若H＋扩散到CdCl2溶液中，则它不仅比Cd2+快，而且比界面上的H＋迁移的也要快，能返回到HCl层，同理若Cd2+向上扩散至HCl溶液中就会减速，最终也会重新落后于H+，这样界面在通电过程中将保持清晰。
2. 实验过程中电流值为什么会逐渐减小？
答：因为随着电解的进行，溶液中H＋浓度逐渐变小，单位时间内在银电极上参与反应的H＋也越来越少，单位时间电荷量减小，所以电流值不断减小。
3. 如何求得Cl－离子的迁移数？
答：因为正负离子即H+、Cl－迁移数之和为1，只要用1减去H+迁移数即可。
6.2 实验总结
本次实验可以说基本满意，实验过程比较顺利，也通过实验和老师的提问对于离子迁移数测定的几个方法有了一个大概的了解，对于离子迁移数部分的知识有了一个回顾。
同时在实验中两人密切配合使得记录数据过程没有手忙脚乱，体现了合作的重要性。
同时让我记住了对于实验的思考和总体把握能让实验更快也更好地完成，节省时间也加深对实验原理的理解。
总之这是一次收获很多的物理化学实验。