实验离子迁移数
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
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——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
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
《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。
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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？。