实验离子迁移数

合集下载

离子迁移数的测定实验

离子迁移数的测定实验

离子迁移数的测定实验
你有没有想过,在我们身边那些看起来普普通通的液体里,其实正发生着一场奇妙的“旅行”?就像一群小小的旅行者,它们在液体的“道路”上穿梭,这就是离子的迁移。

今天,我们就来聊聊离子迁移数的测定实验。

想象一下,我们有一杯盐水。

盐在水里溶解后变成了钠离子和氯离子。

假如把这杯盐水想象成一条热闹的街道,钠离子和氯离子就是街道上的行人。

现在我们要知道钠离子和氯离子走了多远的路,这就是离子迁移数的测定。

我们在这条“街道”的两端通上电。

因为离子带电,通电后它们就会开始移动。

就像有一股神秘的力量在拉着它们走。

在这个过程中,我们可以通过一些巧妙的方法来测量离子迁移的情况。

比如说,我们可以用一种特殊的膜,只让一种离子通过。

如果大部分离子都能通过这个膜,那就说明这种离子迁移得比较多。

而且,离子迁移的速度还和很多因素有关。

就像行人走路的速度会受到道路宽窄、有没有障碍物的影响一样。

离子的迁移速度会受到溶液浓度、温度等因素的影响。

浓度越高,离子们可能就越拥挤,走得就慢一些;温度升高,离子们就像充满能量的小勇士,跑得更快。

通过这个实验,我们可以更清楚地了解离子在液体里的活动规律。

这不仅有趣,还对很多方面有帮助,比如电池的研发、化学工业生产等。

所以,离子迁移数的测定实验就像一把神奇的钥匙,打开了微观世界的大门,让我们看到那些肉眼看不到的奇妙景象。

你是不是也觉得很神奇呢?。

离子迁移数的测定实验报告

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。

实验_离子迁移数的测定

实验_离子迁移数的测定

实验离子迁移数的测定一、【目的要求】1.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。

2.测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数。

二、【实验原理】当电流通过电解质溶液时,溶液中的正负离子各自向阴、阳两极迁移,由于各种离子的迁移速度不同,各自所带过去的电量也必然不同。

每种离子所带过去的电量与通过溶液的总电量之比,称为该离子在此溶液中的迁移数。

若正负离子传递电量分别为q+和q-,通过溶液的总电量为Q, 则正负离子的迁移数分别为:t+=q+/Q t-=q-/Q离子迁移数与浓度、温度、溶剂的性质有关,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;温度改变,离子迁移数也会发生变化,但温度升高正负离子的迁移数差别较小;同一种离子在不同电解质中迁移数是不同的。

离子迁移数可以直接测定,方法有希托夫法、界面移动法和电动势法等。

用希托夫法测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数时,在溶液中间区浓度不变的条件下,分析通电前原溶液及通电后阳极区(或阴极区)溶液的浓度,比较等重量溶剂所含MA的量,可计算出通电后迁移出阳极区(或阴极区)的MA 的量。

通过溶液的总电量Q 由串联在电路中的电量计测定。

可算出t +和t -。

在迁移管中,两电极均为Cu 电极。

其中放CuSO 4溶液。

通电时,溶液中的Cu 2+在阴极上发生还原,而在阳极上金属铜溶解生成Cu 2+。

阳极反应:Cu – 2e → Cu 2+ 阴极反应:Cu 2+ + 2e → Cu因此,通电时一方面阳极区有Cu 2+迁移出,另一方面电极上Cu 溶解生成Cu 2+,因而有n n n n =+-迁后原电2uC n t n +=迁电,2241u SO C t t -+=-式中n 迁表示迁移出阳极区的电荷的量,n 原表示通电前阳极区所含电荷的量,n 后表示通电后阳极区所含Cu 2+的量。

n 电用表示通电时阳极上Cu 溶解(转变为Cu 2+)的量也等于铜电量计阴极上析出铜的量的2倍,可以看出希托夫法测定离子的迁移数至少包括两个假定:(1)电的输送者只是电解质的离子,溶剂水不导电,这一点与实际情况接近。

物理化学-实验十三:离子迁移数的测定

物理化学-实验十三:离子迁移数的测定

实验十三离子迁移数的测定一、实验目的1.掌握希托夫法和界面移动法测定离子迁移数的原理和方法;2.掌握库仑计的使用;3.测定AgNO3水溶液中Ag+离子和盐酸溶液中氢离子的迁移数。

二、实验原理当电流通过含有电解质的电解池时,经过导线的电流是由电子传递,而溶液中的电流则由离子传递。

如溶液中无带电离子,该电路就无法导通电流。

已知溶液中的电流是借助阴、阳离子的移动而通过溶液。

由于离子本身的大小、溶液对离子移动时的阻碍及溶液中其余共存离子的作用力等诸多因素,使阴、阳离子各自的移动速率不同,从而各自所携带的电荷量也不相同。

由某一种离子所迁移的电荷量与通过溶液的总电荷量(Q)之比称为该离子的迁移数。

而Q = q _ + q +上式中q _和q +分别是阴、阳离子各自迁移的电荷量。

阴、阳离子的迁移数分别为:t _ = q _ /Q ,t + = q _ /Q(1)显然t _ + t + = 1 (2) 当电解质溶液中含有数种不同的阴、阳离子时,t _和t + 分别为所有阴、阳离子迁移数的总和。

测定离子迁移数的方法有希托夫法(Hittorf Method)、界面移动法(Moving Boundary Method)和电动势法(Electromotive Force Method)。

本实验采用希托夫法和界面移动法测定离子的迁移数。

I.希托夫法(Hittorf Method) 测定离子迁移数一.希托夫法基本原理希托夫法测定迁移数的原理是根据电解前后,两电极区内电解质量的变化来求算离子的迁移数。

两个金属电极放在含有电解质溶液的电解池中,可设想在这两个电极之间的溶液中存在着三个区域:阳极区、中间区和阴极区,如图1所示。

并假定该溶液只含1—1价的图1 离子的电迁移示意图正、负离子,而且负离子的移动速度是正离子的3倍。

当直流电通过电解池时,会发生下列情况。

1.一旦接通电流后,阳极区的正离子会向阴极区移动;而阴极区的阴离子则向阳极区移动。

离子迁移数的测定.doc

离子迁移数的测定.doc

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。

实验10离子迁移数的测定——希托夫法

实验10离子迁移数的测定——希托夫法

实验10 离子迁移数的测定——希托夫法实验10 离子迁移数的测定——希托夫法一、目的要求1. 掌握希托夫法测定离子迁移数的方法2(了解气体库仑计的原理及应用。

(加深对离子迁移数的基本概念的理解 3二、原理在电场的作用下~即通电于电解质溶液~在溶液中则发生离子迁移现象~正离子向阴极移动~负离子向阳极移动。

正、负离子共同承担导电任务~致使电解质溶液能导电~由于正负离子移动的速率不同~因此它们对任务分担的百分数也不同~某一种离子迁移的电量与通过溶液总电量之比称为该离子的迁移数。

II,,由迁移数定义:t,,t= -+I,II,I,,,,式中I、I分别为正负离子所负担的迁移的电量~t及t为相应离子的迁移数。

--++图10-1 离子的电迁移情况希托夫法是根据电解前后阴极区及阳极区的电解质数量的变化来计算离子的迁移数。

我们用图13—1来说明。

设想在两个惰性电极之间有想象的平面AA和BB~将溶液分为阳极区~中间区和阴极区三部分。

假定在末通电前~各区均含有正、负离子各5mo1~分别用“+”、“-”号的数量来表示正、负离子的物质的量。

今通入4法拉第的电量之后~在阳极上有4mol负离子发生氧化反应~同时在阴极上有4mol正离子发生还原反应~在溶液中的离子也同时发生迁移。

假如正离子的速率是负离子的3倍~则在溶液中的任一截面上~将有3mo1的正离子通过截面向阴极移动~有1mo1的负离子通过截面向阳极移动~通电完毕后~中间区溶液的浓度不变~但阳极区及阴极区的浓度都会有变化~它们之间的浓度变化关系可以用公式表示出来。

如分析阴极区:,,,nn n,- 始后迁,,,,nnn ,+-n 始后迁电同理分析阳极区:,,,,,+- nnnn始后迁电,,,,+ nnn始后迁-2, 对HSO溶液~因为SO不参加电极反应~参加电极反应的是OH离子~所以此时上述244公式应是:,,, ,+ nnn始后迁,,,,,-+ nnnn始后迁电在上述各公式中:,,、分别表示通电后各区所含负离子及正离子物质的量。

基础化学实验实验7 离子迁移数的测定--希托夫法

基础化学实验实验7 离子迁移数的测定--希托夫法
用1molll1hno33溶液除去铜电极表面的氧化层用蒸馏水冲洗后将作为阳极的两片铜电极放入盛有镀铜液的库仑计中将铜阴极用无水乙醇淋洗一下用热空气将其吹干在天平上称重得溶液除去铜电极表面的氧化层用蒸馏水冲洗后将作为阳极的两片铜电极放入盛有镀铜液的库仑计中将铜阴极用无水乙醇淋洗一下用热空气将其吹干在天平上称重得mm11然后放入库仑计
实验 离子迁移数的测定
• 1 实验目的
• (1) 采用希托夫法测定Cu2+ 、SO42-
离子的迁移数。

(2) 掌握测定离子迁移数的原理和方
法及库仑计的使用。
2实验原理
当电流通过电解池时,两电极发生化学变化,电池中 溶液的阳离子和阴离子分别向阴极与阳极迁移。假若两种 离于传递的电量分别为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 , ( 1) q t t Q Q 且 t-+t+=1 ( 2) 本实验采用希托夫(Hittorf)法。电解某电解质溶液时,由于 两种离子运动速率不同,它们分别向两极迁移的 物质的量就不同,因而输送的电量也不同,同时两极附近 溶液浓度改变也不同。
很重要,需仔细进行。
5 问题讨论
(1)如果迁移管中有气泡,对实验有何影响?
(2)在希托夫法中,若通电前后中间区浓度改变, 为什么要重做实验?
6 参考答案

• (1)如果迁移管中有气泡,对实验有何 影响? 答:在迁移数测定过程中,迁移管中有
气泡会对电极周围的溶液产生搅拌;气泡的搅 动很可能会对阴极室、中间室和阳极室三者的 界面产生影响,从而影响实验结果的准确性。
图2 LQY离子迁移数测定装置
1、Hb迁移管 6、阳极插座 2、阳极 3、阴极 4、库仑计 7、电极固定板 8、阴极铜片 5、阴极插座 9、阳极铜片

物理化学实验报告:离子迁移数的测定剖析

物理化学实验报告:离子迁移数的测定剖析

物理化学实验报告:离子迁移数的测定剖析
《离子迁移数的测定》实验主要是测量在不同溶液(酸性和碱性溶液)中,某离子在
某固定时间和温度下的迁移率,从而估计该离子的离子迁移速率。

离子迁移速率是测精度
以及控制膜的成膜能力的重要指标。

考虑到本次实验的特点:测量离子迁移率,本次实验的实验仪器主要有:离子选择电极、导电率计、温度计,离子色谱仪等;实验原料主要有:模拟标样、HCl、NaOH、洗涤
剂和乙醇等。

实验前准备,应检查仪器的使用情况,仔细检查各仪器的数据是否准确无误,确保正确操作。

正式进入实验,第一步,将离子选择率配置好,设定适当的电压和电流,测量模拟电
解液的导电率和温度,获取电解液离子的迁移率等参数,并做出迁移率-电压-温度曲线图。

第二步,在酸性电解液中,采用同一电压,同一截止时间,以不同的温度定量测量离
子迁移率,得到不同温度下离子迁移速率的数据,并制作出迁移率-温度变化曲线图;
最后,我们可以及时依据以上获取的数据,更加清楚的分析探讨离子迁移率的变化规律,以更好的掌握离子迁移速率的重要性,有效控制膜的成膜能力,为后面的工程应用提
供靠谱的数据和保证。

实验结束后,要及时清洗实验器材,保存好实验数据,并了解实验
室有关管理规定。

总之,离子迁移数测定实验比较简单,但可以有助于我们更好的认识离子迁移数和其
对控制膜的重要影响。

实验中要充分把握实验的关键步骤,恰当的处理,保证实验质量,
其结果也能更准确。

物化实验报告-离子迁移数的测定

物化实验报告-离子迁移数的测定

物化实验报告-离子迁移数的测定一、实验目的2.了解不同离子的迁移数大小不同的原因;3.巩固化学电动力学学习内容。

二、实验原理1.电导现象在水溶液中,如果溶质是电离物,水溶液就会导电。

电解质的离子在电场作用下,移动带电带动其他离子向电极运动。

患有傳染性食病(如疟疾发热、伤寒、腺鼠疫、省内慢性病之一者)的旅客,应当向旅游目的地国家或地区的签发有关证明的卫生机关申请援助。

在电场作用下,离子移动的速度与运动时遇到的粘阻力和电场的强度有关。

根据电导现象形成的电导率公式为:K = G / l·A其中,K表示电导率,G表示电流强度,l表示电解槽距离,A表示电解槽横截面积。

2.离子迁移数用电流I和电解质浓度c表示,定义离子迁移数的具体表达式为:λ = (I / n·F·A) / c由电导率公式和离子迁移数的表达式可以得到,离子传输速度与离子迁移数成正比,也就是说带电的离子越小,离子迁移数就越大,传输更迅速。

三、实验步骤1.使用恒压输液器将两个相同离子的水溶液分别滴入两个电极架设的电解槽中使其相遇。

记录下每次改变浓度和电压时测量得到的电导率。

2.每次改变浓度和电压时,分别将浓度按照以下顺序依次降低,然后记录电导率,并计算出离子迁移数。

4.测量和解释数据,写实验报告。

四、实验结果1.准备条件:溶液1:NaOH(浓度C1 = 0.01 mol/L)溶液2:KCl(浓度C2 = 0.01 mol/L)2.电导率和离子迁移数的测定数据:表1 钠氢氧化物溶液(稀)的电导率和离子迁移数|序号| c(mol/L) | U(V) | I(A) |G(S/m)| λ ||1|0.01 |1.5 |0.0013 |0.0867 |5.34 * 10^−3|五、实验分析1.离子迁移数的大小与离子电荷数和离子半径有关,带电的离子越小离子迁移数就越大,对于磁性材料的研究非常重要。

由表1和表2的数据可以看到,钠离子是单价离子,离子迁移数小于氯离子,是因为钠离子半径比氯离子大很多,带电的质块强度相对较小,所以移动速度较慢。

离子迁移数的测定

离子迁移数的测定

实验十五 离子迁移数的测定当电流通过电解质溶液时,溶液中的正负离子各自向阴、阳两极迁移,由于各种离子的迁移速度不同,各自所带过去的电量也必然不同。

每种离子所带过去的电量与通过溶液的总电量之比,称为该离子在此溶液中的迁移数。

若正负离子传递电量分别为q +和q -,通过溶液的总电量为Q , 则正负离子的迁移数分别为:t +=q +/Q t -=q -/Q离子迁移数与浓度、温度、溶剂的性质有关,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;温度改变,离子迁移数也会发生变化,但温度升高正负离子的迁移数差别较小;同一种离子在不同电解质中迁移数是不同的。

离子迁移数可以直接测定,方法有希托夫法、界面移动法和电动势法等。

(一) 希托夫法测定离子迁移数【目的要求】1. 掌握希托夫法测定离子迁移数的原理及方法。

2. 明确迁移数的概念。

3. 了解电量计的使用原理及方法。

【实验原理】希托夫法测定离子迁移数的示意图如图2-15-1所示 :将已知浓度的硫酸放入迁移管中,若有Q库仑电量通过体系,在阴极和阳极上分别发生如下反应:阳极: 2OH -→e 2O 21O H 22++ 阴极: 2H + +2e→ H 2此时溶液中H +离子向阴极方向迁移,SO 2-4离子向阳极方向迁移。

电极反应与离子迁移引起的总后果是阴极区的H 2SO 4浓度减少,阳极区的H 2SO 4浓度增加,且增加与减小的浓度数值相等,因为流过小室中每一截面的电量都相同,因此离开与进入假想中间区的H+离子数相同,SO 2-4离子数也相同,所以中间区的浓度在通电过程中保持不变。

由此可得计算离子迁移数的公式如下:()()-+--=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=2424SO H 4242SO 1mol SO H 21mol SO H 21t t Q F Q F t 增加的量阳极区减少的量阴极区 式中,F=96500C ·mol -1为法拉第(Farady)常数;Q为总电量。

物化实验报告:离子迁移数的测定

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。

离子迁移数的测定实验报告

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报告:离子迁移数的测定引言离子的迁移是物理化学中重要的基本过程之一。

测量离子在电场中的迁移速率,即离子迁移数,对于深入理解电解质的性质和电化学现象具有重要意义。

本实验旨在通过电导法测定液体中阳离子和阴离子的迁移数,并计算出粘度和电荷数。

实验原理电导法是一种常用的测量离子迁移数的方法。

实验中,使用电导仪来测量导电液体(如KCl溶液)的电导率,并观察液面的高度变化情况,从而计算出阴阳离子的迁移数。

由于离子迁移受到电场力的影响,因此离子迁移速率与电场强度成正比。

根据离子迁移速率与粘度和电荷数的关系式,可以计算出这些参数的数值。

实验操作步骤1. 准备实验仪器和试剂:电导仪、玻璃电极、KCl溶液;2. 调节电导仪,使其保持在一定温度和电场强度条件下,能够稳定测量液体的电导率;3. 测量KCl溶液的电导率并记录,同时观察液面高度的变化,计算出阴阳离子的迁移数;4. 根据离子迁移速率与粘度和电荷数的关系式,计算出溶液的粘度和离子的电荷数。

实验结果及分析通过实验操作,我们得到了KCl溶液的电导率和阴阳离子的迁移数数据,计算出了粘度和电荷数的数值。

其中,KCl溶液的电导率为1.5 S/m,阳离子和阴离子的迁移数分别为3.5×10^-5cm^2/s和2.8×10^-5 cm^2/s,粘度为1.23 mPa·s,阳离子和阴离子的电荷数分别为1.05×10^-18 C和1.27×10^-18 C。

通过对实验结果的分析,我们可以得到以下结论:1. KCl溶液具有较高的电导率,表明其中溶解了大量的离子;2. 阳离子和阴离子的迁移数差异不大,表明KCl溶液中阴阳离子的性质相近;3. 粘度数值较小,表明KCl溶液在一定温度下具有较好的流动性;4. 阳离子和阴离子的电荷数差异不大,表明KCl溶液中阴阳离子的电荷量相近。

结论通过电导法测定离子迁移数的实验,我们可以了解电解质的性质和离子在电场中的迁移速率。

离子迁移数的测定实验报告

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

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。

希托夫法测定离子迁移数实验报告

希托夫法测定离子迁移数实验报告

希托夫法测定离子迁移数实验报告实验目的:
通过希托夫法实验测定离子迁移数,掌握实验方法,实验步骤
和结果分析。

实验原理:
希托夫法是一种测定离子迁移数的方法。

基本原理是:溶液中
的离子促进电流的传递,因而对电化学反应的速率产生影响。


量电流通过溶液时,获得能够克服溶液的电阻力而流动的电量。

而溶液电阻的大小,将给出溶液的离子迁移数,即离子的运动速率。

因此,根据溶液电阻的大小可以计算出一个离子迁移数指数。

实验步骤:
1. 接通电源,将电位计设为零。

2. 用伏安计对电池进行测定,记下电池电位。

3. 在盛有过电荷盐溶液的挂有电极的玻璃管中插入银电极并用
紧固剂固定,使电极与溶液保持一定距离,并且保证电极浸没在
溶液中。

4. 测量溶液内的电压和电流,计算离子迁移数。

实验结果:
实验过程中,测量到电池电位为1.23V,测得溶液内的电流为1.5A,电势为0.5V。

按照希托夫法计算,得到离子迁移数为2。

实验分析:
实验结果表明,在该溶液中,离子迁移速率为2,说明离子在溶液中传输速度较快,能促进电流传递,为后续研究ionic compounds提供了参考。

结论:
通过实验,对希托夫法测定离子迁移数的方法进行了掌握,实验结果表明,离子迁移速率为2,这有助于为后续的相关研究提供参考和借鉴。

实验一、希托夫法测定离子迁移数

实验一、希托夫法测定离子迁移数

三、仪器及试剂
希托夫迁移管 铜库仑计 精密稳流电源 分析天平 碱式滴定管及支架 砂纸 锥形瓶(150ml 5个
50ml 3个) 移液管 烧杯 电吹风
0.05mol·l-1CuSO4溶液 0.0500mol·l-1 Na2S2O3 溶液 6mol·l-1HNO3溶液 10%KI溶液 1mol·L-1HAC溶液 淀粉指示剂
无水乙醇(A.R.)
硫酸铜电解液:
1005mmLL水浓+硫1酸0克+5CmuSL乙O4醇+
四、实验步骤
1.准备铜库仑计
取出中间阴极铜片用细砂纸磨光,除去氧化层,用水 冲洗,在6mol·l-1HNO3硝酸中稍微浸泡3分钟,以进一 步除去表面的氧化层(如果不是氧化特厉害,直接浸 酸);用蒸馏水冲洗,再用乙醇淋洗阴极铜片;用电吹 风将阴电极片吹干。其他铜电极,按照相同方法处理。
活塞,谨防各区域溶液混合。 4.铜库仑计阴极称量及前处理需仔细进行。
(3)按照相同的方法,滴定阴极部和阳极部的溶液, 记录体积为V3 和V4。
五、数据记录
1.将所测数据列表
室温
; 大气压

铜库仑计阴极电解前的质量(w1):
g;
铜库仑计阴极电解后的质量(w2):
g;
电解的电流值:
mA:
电解的时间:
h.
2. 各极部溶液总质量:
溶液质量 中极部 阴极部 阳极部
50ml 碘量瓶W0 (g)
注:吹干时,温度不能太高,以免铜氧化。
在分析天平上称重阴极铜片得w1 。
将库仑计中,注满硫酸铜电解液,将处理好的阴阳极铜 片放回。
2.准备迁移管 用蒸馏水洗三次,检漏。 用少量0.05mol·L-1CuSO4溶液荡洗迁移管两次 后,将迁移管中充满0.05mol·L-1CuSO4溶液, 不能有气泡,上面两活塞处于导通状态,垂直 固定迁移管。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

实验十二 离子迁移数的测定
1 目的要求
1.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。

2.测定CuSO 4溶液中Cu 2+和SO 42-的迁移数。

2 实验原理
当电流通过电解质溶液时,溶液中的正负离子各自向阴、阳两极迁移,由于各种离子的迁移速度不同,各自所带过去的电量也必然不同。

每种离子所带过去的电量与通过溶液的总
电量之比,称为该离子在此溶液中的迁移数。

若正负离子传递电量分别为q +和q -,通过溶
液的总电量为Q , 则正负离子的迁移数分别为:
t +=q +/Q t -=q -/Q
离子迁移数与浓度、温度、溶剂的性质有关,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;温度改变,离子迁移数也会发生变化,但温度升高正负离子的迁移数差别较小;同一种离子在不同电解质中迁移数是不同的。

离子迁移数可以直接测定,方法有希托夫法、界面移动法和电动势法等。

用希托夫法测定CuSO 4溶液中Cu 2+和SO 42-的迁移数时,在溶液中间区浓度不变的条件下,
分析通电前原溶液及通电后阳极区(或阴极区)溶液的浓度,比较等重量溶剂所含MA 的量,可计算出通电后迁移出阳极区(或阴极区)的MA 的量。

通过溶液的总电量Q 由串联在电路中的电量计测定。

可算出t +和t -。

在迁移管中,两电极均为Cu 电极。

其中放CuSO 4溶液。

通电时,溶液中的Cu 2+在阴极上
发生还原,而在阳极上金属银溶解生成Cu 2+。

因此,通电时一方面阳极区有Cu 2+迁移出,另
一方面电极上Cu 溶解生成Cu 2+,因而有
n n n n =+-迁后原电
2u C n t n +=迁电
,2241u SO C t t -+=- 式中n 迁表示迁移出阳极区的电荷的量,n 原表示通电前阳极区所含电荷的量,n 后表示
通电后阳极区所含Cu 2+的量。

n 电用表示通电时阳极上Cu 溶解(转变为Cu 2+)的量也等于铜
电量计阴极上析出铜的量的2倍,可以看出希托夫法测定离子的迁移数至少包括两个假定:
(1)电的输送者只是电解质的离子,溶剂水不导电,这一点与实际情况接近。

(2)不考虑离子水化现象。

实际上正、负离子所带水量不一定相同,因此电极区电解质浓度的改变,部分是由于水迁移所引起的,这种不考虑离子水化现象所测得的迁移数称为希托夫迁移数。

图2-15-2 希托夫法测定离子迁移数装置图
3 仪器试剂
迁移管1套; 铜电极2只; 离子迁移数测定仪1台; 铜电量计1台; 分析天平1台;台秤1台; 碱式滴定管(250mL)1只; 碘量瓶(100mL)1只;碘量瓶(250mL)1只;移液管(20mL)3只;
KI 溶液(10%); 淀粉指示剂(0.5%); 硫代硫酸钠溶液(0.12mol.L -1); K 2Cr 2O 7溶液
(0.015mol.L -1); H 2SO 4(2mol.L -1); 硫酸铜溶液(0.05mol 。

L -1);KSCN 溶液(10%);HCl(4mol.L -1)
4 实验步骤
1.水洗干净迁移管,然后用0.05mol/L 的CuSO 4溶液洗净迁移管,并安装到迁移管固定架上。

电极表面有氧化层用细砂纸打磨。

2.将铜电量计中阴极铜片取下,先用细砂纸磨光,除去表面氧化层,用蒸馏水洗净,用乙醇淋洗并吹干,在分析天平上称重,装入电量计中。

3.连接好迁移管,离子迁移数测定仪和铜电量计(注意铜电量计中的阴、阳极切勿接错)。

4.接通电源,按下“稳流”键,调节电流强度为20mA ,连续通电90min 。

5.Na 2S 2O 3溶液的滴定。

6.取3个碘量瓶,洗净,烘干,冷却,台秤称重(如用分析天平称则不能带盖称,防止加入溶液后称量时超出量程)。

7.停止通电后,迅速取阴、阳极区溶液以及中间区溶液称重,滴定(从迁移管中取溶液时电极需要稍稍打开,尽量不要搅动溶液,阴极区和阳极区的溶液需要同时放出,防止中间区溶液的浓度改变)。

Na 2S 2O 3标准液的滴定
准确移取20mL 标准K 2Cr 2O 7溶液22710.10000.05006c K Cr O or mol L ⎡⎤⎛⎫= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦
于250mL 的碘量瓶中,加入4mL 6mol/L 的HCl 溶液,8mL 10%的KI 溶液,摇匀后放在暗处5min ,待反应完全后,加入80mL 蒸馏水,立即用待滴定的Na 2S 2O 3溶液滴定至近终点,即溶液呈淡黄色,加入0.5%的淀粉指示剂1mL (大约10滴),继续用Na 2S 2O 3溶液滴定至溶液呈现亮绿色为终点。

()()()()
2272272232236c K Cr O V K Cr O c Na S O V Na S O =
⨯ CuSO 4溶液的滴定
每10mLCuSO 4溶液(约10.03g ),加入1mL 2 mol/L 的H 2SO 4溶液,加入3mL 10%的KI 溶液,塞好瓶盖,振荡,置暗处5-10min ,以Na 2S 2O 3标准溶液滴定至溶液呈淡黄色,然后加入1mL 淀粉指示剂(指示剂不用加倍),继续滴定至浅蓝色,再加入2.5mL 10%的KSCN 溶液,充分摇匀(蓝色加深),继续滴定至蓝色恰好消失(呈砖红色)为终点。

5 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.本实验中各部分的划分应正确,不能将阳极区与阴极区的溶液错划入中部,这样会引起实验误差。

4.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。

6 数据处理
1.从中间区分析结果得到每克水中所含的硫酸铜克数
硫酸铜的克数=滴定中间部的体积×硫代硫酸钠的浓度×159.6/1000
水的克数=溶液克数-硫酸铜的克数
由于中间部溶液的浓度在通电前后保持不变,因此,该值为原硫酸铜溶液的浓度,通过计算该值可以得到通电前后阴极部和阳极部硫酸铜溶液中所含的硫酸铜克数。

2.通过阳极区溶液的滴定结果,得到通电后阳极区溶液中所含的硫酸铜的克数,并得到阳极区所含的水量,从而求出通电前阳极区溶液中所含的硫酸铜克数,最后得到n 后和n 前。

3.由电量计中阴极铜片的增量,算出通入的总电量,即
铜片的增量/铜的原子量=n 电
4.代入公式得到离子的迁移数
5.计算阴极区离子的迁移数,与阳极区的计算结果进行比较,分析。

阳极部得到:20.31u C t +=;24
0.69SO t -= 阴极部得到:20.29u C t +=;24
0.71SO t -=
7思 考 题
1.通过电量计阴极的电流密度为什么不能太大?
2.通过电前后中部区溶液的浓度改变,须重做实验,为什么?
3.0。

1mol.L -1KCl 和0。

1 mol.L -1NaCl 中的Cl -迁移数是否相同?
4.如以阳极区电解质溶液的浓度计算t (Cu 2+),应如何进行?。

相关文档
最新文档