电动势法测定硫酸铜的离子迁移数
实验一、希托夫法测定离子迁移数
希托夫法测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数：
1. 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CuSO4的量，可计算出通电后迁移出阳极
区（或阴极区）的CuSO4的物质的量n始和n后。
2. 通过溶液的总电量Q（n电）由串联在电路中的电量计
1.计算实际析出量n析出和总迁移电量n总； 2.以10ml溶液中Cu2+的浓度及含水量, 换算出相应电极区中水的总量 W水，n后 和n前; 3.分别计算阳极区和阴极区离子的迁移数 tSO42-和 t Cu2+ ;再比较差别.
计算公式
t
n 2+ Cu =
/ 每克水
nCu2+ 阴极区
g；
电解的时间:
h.
2. 各极部溶液总质量:
溶液质量 50ml 碘量瓶W0 (g) 瓶+溶液W1 (g)
中极部 阴极部 阳极部
3. 各溶液10ml的质量与浓度关系:
150ml碘量瓶 碘量瓶＋溶液W1(g) W0(g)
溶液W2(g)
VS O
南京大学物化实验系列离子迁移数的测定说课材料
南京大学物化实验系列离子迁移数的测定离子迁移数的测定1 实验目的及要求1.1 了解迁移数的意义，并用希托夫(Hittorf)法测定Cu 2+和SO 42-的迁移数，从而了解希托夫法测定迁移数的原理和方法。
2 实验原理电解质溶液依靠离子的定向迁移而导电。
为了使电流能流过电解质溶液，需将两个导作为电极浸入溶液，使电极与溶液直接接触。
当电流流过溶液时，正负离子分别向两极移动，同时在电极上有氧化还原反应发生。
根据法拉第定律在电极上发生物质量的变化多少与通入电量成正比。
而整个导电任务是由正、负离子共同承担。
通过溶液的电量等于正、负离子迁移电量之和。
如果正、负离子迁移速率不同所带电荷不等，它们迁移电量时，所分担的百分数也不同。
把离子B 所运载的电流与总电流之比称为离子B 的迁移数。
用符号t B 表示，其定义式为：BB I t I=t B 是无量纲的量。
根据迁移数的定义，则正、负离子迁移数分别为I t I I t I γγγγγγ++++----+-==+==+式中γ+、γ-为正负离于的运动速率。
由于正、负离子处于同样的电位梯度中v t v v v t v v +++---+-=+=+式中v +，v -为单位电位梯度时离子的运动速率，称为离子淌度。
t r v t r v +++---== 1t t +-+=希托夫法是根据电解前后，两电极区电解质数量的变化来求算离子的迁移数。
如果我们用分析的方法求知电极附近电解质溶液浓度的变化，再用电量计求得电解过程中所通过的总电量，就可以从物料平衡来计算出离子迁移数。
以铜为电极，电解稀硫酸铜溶液为例，在电解后，阴极附近Cu 2+的浓度变化是由两种原因引起的：Cu 2+的迁入；Cu 2+在阴极上发生还原反应。
211()22Cu e Cu s ++→。
Cu 2+的物质量的变化为：(阴极区)n n n n =+-后迁前电式中n 前为电解前阴极区存在的Cu 2+的物质量；n 后为电解后阴极区存在的Cu 2+的物质量； n 电为电解过程阴极还原生成的Cu 的物质量； n 迁为电解过程中Cu 2+迁入阴极区的物质量。
【实验】【希托夫测定离子的迁移数】
吸光度 b 0.2960 0.37524 0.46064
0.006 0.55329
0.007 0.63307
0.008 0.70866
表格二：溶液质量和吸光度
原溶液
质量 W/g
24.9220
吸光度 b(稀释五倍后) 0.46413
阳极区溶液 24.8811 0.50826
中间区溶液 24.9610 0.47256
。
八、思考讨论：
1、中间区溶液发生变化说明了什么，有什么防止方法？ 答：说明中间区溶液和阳极区溶液反生了混合，应当尽量避免电解过程中 装置的振动摇晃等行为。
一、摘要：
本实验通过希托夫法测定 CuSO4 溶液中 Cu2+、SO42-离子的迁移数，在保证中 间区溶液浓度基本不变的条件下，通过分析通电前原溶液和通电后阳极区溶液 的浓度，比较等重量溶液所含的 Cu2+量结合反应的 Cu2+量计算出通电后的电迁移 量和 Cu2+离子的迁移数。
二、关键词：
希托夫法、电迁移量、离子迁移数、浓度-吸光度工作曲线
t = Cu2+ n 迁移/n 反应
四、仪器和试剂
LQY 型离子迁移数测定装置一套，紫外-可见分光光度计，100ml 锥形瓶 2 只，25ml 锥形瓶 4 只，25ml 移液管 4 支；
镀铜液，无水乙醇（AR 级），1mol/dm3HNO3 溶液，0.05mol/dm3CuSO4 溶液，EDTA （AR 级），乙酸（AR 级），CuCl2（AR 级），乙酸钠（AR 级）
3、电解：接通电源，调节电流在 20mA 左右，通电 90mins，结束后迅速切断 电源，将阳极管中电极塞取下，打开底部活塞，将阳极区溶液放入已干燥 的 100ml 锥形瓶中，称重。
离子的迁移数
希托夫法测定离子的迁移数一、实验目的掌握希托夫法测定电解质溶液中离子迁移数的基本原理和操作方法。
测定4CuSO 溶液中+2Cu 和-24SO 的迁移数。
二、实验原理当电流通过电解质溶液时，在两电极上发生氧化、还原反应，反应物质的量与通过电量的关系服从法拉第定律。
同时，在溶液中的正、负离子分别向阴、阳两极迁移，由于正、负离子的移动速度不同，所带电荷不等，因此它们在迁移电量时所分担的份额也不同。
电解的结果是两极区的溶液浓度发生了变化。
为了表示电解质溶液中离子的特征，以及它们对溶液导电能力贡献的大小，引入离子迁移数的概念。
通 电 前通 电 放 电 后图21.1 离子电迁移示意图在两个惰性电极之间设想两个假想截面AA 、BB ，将电解池分成阳极中间区和阴极区（图21.1）。
假定电解质MA 溶液中仅含有一价正、负离子+M 和-A ，且负离子的运动速度是正离子运动速度的三倍，即+-=v v 3。
电极通电、放电后的结果是：阴极区：只剩下2个离子对，这是由于从阴极区移出三个负离子所致；阳极区：只剩下4个离子对，这是由于从阳极区移出一个正离子所致。
通过溶液的总电量Q 为正、负离子迁移电量的总和，即4个电子电量，因此可以得到如下关系：)()(-+-+==Q Q v v 负离子迁移的电荷量正离子迁移的电荷量阴极区减少的电解质阳极区减少的电解质 定义离子的迁移数为：正离子迁移数 Q Q t ++=，负离子迁移数 QQt --=，其中Q 总电量 1=+=+∴-+-+QQ Q Q t t 离子迁移数可以用希托夫法进行测定，其实验原理如图2所示，包括一个阴极管、一个阳极管和一个中间管，外电路中串联有库仑电量计（本实验中采用铜电量计），可测定通过电流的总电量。
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。
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。
电动势法测定硫酸铜的离子迁移数
大 学 化 学Univ. Chem. 2021, 36 (12), 2101007 (1 of 5)收稿：2021-01-05；录用：2021-01-26；网络发表：2021-02-22*通讯作者，Email:************.cn基金资助：山东大学教育教学改革项目(2020Y229)•化学实验• doi: 10.3866/PKU.DXHX202101007 电动势法测定硫酸铜的离子迁移数孟德坤，周南，林世泉，周爱秋，林猛*，张树永山东大学化学与化工学院，济南 250100摘要：离子迁移数作为物理化学的重要参数，其测定是大学物理化学实验中的基础内容。
以基础物理化学实验中离子迁移数的测定为基础，结合电动势的测定等实验，设计建立了一套电动势法测量溶液中铜离子与硫酸根离子迁移数的实验装置，得到的离子迁移数与文献值基本一致。
尝试基于大学生在物理化学实验中已掌握的实验技能，综合电化学学科领域的知识，设计探索电动势测量离子迁移数的新方法，有助于提升学生对知识的综合运用能力。
关键词：离子迁移数；电动势法；半透膜中图分类号：G64；O64Determination of Ion Transference Number by Electromotive Forces MethodDekun Meng, Nan Zhou, Shiquan Lin, Aiqiu Zhou, Meng Lin *, Shuyong ZhangSchool of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China.Abstract: Ion transference number is an important parameter of physical chemistry, and its measurement is the basic content in physical chemistry laboratory. Based on the measurement of ion transference number in “Basic Physical Chemistry Laboratory”, combined with measurements of the electromotive force, a new experiment was designed for measuring the transference number of copper ion and sulfate ion in solution, and the ion transference numbers obtained are basically consistent with the values in the literature. We attempt to use the laboratory skills that college students already mastered in physical chemistry laboratory and integrate the knowledge of electrochemistry to design and explore a new method for measuring ion transference by the electromotive force method. The students’ comprehensive ability can be improved to solve problems.Key Words: Ion transference number; Electromotive force method; Semi-permeable membrane1 引言“离子迁移数的测定”是经典的物理化学教学实验。
离子迁移数的测定
离子迁移数的测定一、实验目的1．掌握希托夫（Hittorf ）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。
二、实验原理电解质溶液依靠例子的定向迁移而导电，为了使电流能够通过电解质溶液，需将两个导体作为电极浸入溶液，使电极与溶液直接接触。
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，同时电极上有氧化还原反应发生。
根据法拉第定律，在电极上发生物质量的变化多少与通入电量成正比。
通过溶液的电量等于正、负离子迁移电量之和。
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，用符号t 表示。
其中，t 为无量纲的量。
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。
本实验选用希托夫法。
希托夫法是根据电解前后，两电极区电解质数量的变化来求算离子的迁移数。
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CuSO 4的量，可计算出通电后迁移出阳极区（或阴极区）的CuSO 4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 -。
以Cu 为电极，电解稀CuSO 4溶液为例。
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+。
电解后，阴极附Cu 2+浓度变化是由两种原因引起的：①Cu 2+迁移入，②Cu 在阴极上发生还原反应。
下册期末复习
解题思路：先求SO42-的迁移数，以1/2SO42-为基本粒子。
阴极上SO42-不发生反应，电解不会使阴极部SO42-离子的浓 度改变。电解时SO42-迁向阳极，迁移使阴极部SO42-减少。
n(终） （始） n =1
解题思路： 第一步：写出电极和电池反应 第二步：计算两电极的电极电势：根据能斯特方程计算 第三步：求出E、 r Gm 和Ka：
某抗菌素注入人体后，在血液中反应的速率常数k=0.0979h-1， 已知t0时， [A] 0=0.72mg/100mL,试计算（1）该抗菌素的半衰期； （2）若使血液中抗菌素的浓度不低于0.37mg/100mL,问需几小 时后注射第二针？ 解题思路： 1、通过速率常数k可看出该反应为一级反应 2、利用一级反应的半衰期公式计算 3、ln（CA,0/CA）=kt
解题思路：稳态近似法，选取O*为计算起点
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有0.0405g
Ag(s)析出。阴极部溶液质量为36.434 g，据分析知，在通电前
其中含CuSO4 1.1276 g，通电后含CuSO4 1.109 g。试求 Cu2+和SO42-的离子迁移数。
希托夫法测定离子的迁移数
通电后
Q Q 2F, 两极区：n减少 2mol
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离子旳电迁移
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
（2）r+ = 3r-
经过电解池电量为4F
阳极区
中部区
阴极区
通电前
阴极 阴极 阴极 阳极 阳极 阳极
通电中
通电后
Q 3F,Q 1F,
阳极区：n减少 3mol，阴极区：n减少 1mol
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
STEP 5
取部分溶液（约20 g）进行滴定，加入 10%KI溶液10 mL，1 mol.L-1乙酸溶液10 mL，用原则硫代硫酸钠溶液滴定，滴至 淡黄色，加入1 mL 0.5％淀粉，在滴至 蓝紫色消失。
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
数据根据统前计面与例处题旳理解答措施计算迁移数即可。
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1.离子旳电迁移(Electromigration 文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。 of ions）
用惰性电极电解1-1价型电解质溶液
（1）r+ = r- 当离子迁移速度相等时 假定经过电解池电量为4F
阳极区
中部区
阴极区
通电前
通电中
阴极 阴极 阴极 阳极 阳极 阳极
t B计算基准：假定电解过程水不迁移。
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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（） HAc溶液(1mol.L-1) HNO3（A.R.） 硫酸铜溶液（）
离子迁移数的测定步骤20131122
离子迁移数的测定步骤
1．配制0.05mol/L硫酸铜溶液250ml。
2．洗净所有容器。
用配好的0.05mol/L的硫酸铜溶液洗涤希托夫迁移管（3次），然后在迁移管中装入该溶液（不能有气泡），注意控制好液面在合适位置（液面不要太高，但是需保证阴极区、中间区和阳极区溶液连通）。
3．将库仑计中的三个铜电极（3片,）和迁移管中的两个铜电极放在1mol/L的硝酸溶液中洗涤一下（快速），以除去表面的氧化层，然后用蒸馏水冲洗。
4．将迁移管中的两个铜电极放入装置中。
5．将库仑计中处理过的铜阴极用无水乙醇淋洗一下，放入40°C烘箱内烘干，在天平上准确称重得m1。
6．将作为阳极的两个铜电极和准确称重后的铜阴极一同放入盛有镀铜液的库仑计中（镀铜液组成：100 ml水中含15gCuSO4.5H2O，5ml 浓H2SO4，5ml无水乙醇）。
7．连接测量线路（注意：通电前及关电前电流粗调、电流细调旋钮必须调至最小处），接通电源，通过调节使电流稳定在10mA左右，观察记录下端电压的值，实验过程中每隔15分钟记录一次。
8．通电90分钟，关闭电源（粗细调旋钮调到最小），取出库仑计中的铜阴极，用无水乙醇淋洗，再放入40°C烘箱内烘干，在天平上准确称重得m2。
9．分别将迁移管的阴、阳极区及中间区的CuSO4溶液全部取出，分别放入已知质量的锥形瓶称重。
用移液管移取25mL，准确称重，然后分别加入10%KI溶液10ml、1mol/L醋酸溶液10ml，用标准硫代硫酸钠溶液滴定，溶液至淡黄色，加入1ml淀粉指示剂，再滴至紫色消失。
每个区平行测定2次。
10．在通电期间，可对通电前的硫酸铜溶液滴定分析。
分析方法同9。
CuSO4 在混合溶剂中离子迁移数的研究
CuSO4 在混合溶剂中离子迁移数的研究作者：杨绳岩孟祥珍来源：《科技视界》 2014年第36期杨绳岩孟祥珍（巢湖学院化学化工与生命科学学院，安徽巢湖 238000）【摘要】离子迁移数在化学及电化学研究领域中是一个重要的参数，对研究电解质溶液有着重要的作用。
本文以《物理化学实验》中离子迁移数的测定为基础，采用希托夫法的测定方法研究CuSO4在混合溶剂中离子迁移数的变化规律。
选择三个不同的研究体系，分别为固定CuSO4的浓度，改变乙醇在混合溶剂中的质量分数；固定CuSO4的浓度和混合溶剂中水的体积，改变混合溶剂中的另一种溶剂（甲醇、异丙醇）；固定10％乙醇的混合溶剂，改变CuSO4的浓度，从而寻找离子迁移数的变化规律。
【关键词】希托夫法；离子迁移数；混合溶剂在化学及电化学领域中，离子迁移数是一个重要的参数，对研究电解质溶液、电极过程动力学、自发电池、电解电镀过程以及生物化学反应等都具有重要作用[1]。
测定离子迁移数有助于了解离子的性质，如从离子迁移数与电导入手，通过研究电解质溶液中离子的迁移性质，并结合电解质的极限摩尔电导，得到单离子极限电导，从而可以比较直观地表征溶液中离子的溶剂化性质[2]。
另外，研究影响电解质中离子迁移数的各种因素，可以明确体系中各种组分之间的相互作用，探讨离子导电的机理，为设计、合成和应用新型电解质溶液提供重要的理论指导[3]。
离子迁移数的测定是物理化学和物理化学实验研究中的一个重要内容，目前文献报道较多的是对离子迁移数在单一溶液中测量方法的改进和测量仪器的研究[4]，而对离子迁移数在混合溶剂中的研究较少报道。
在单一溶剂的基础上，研究离子迁移数在混合溶剂中的变化规律，对于更好地理解和应用离子迁移数有着重要的意义。
1 实验部分1.1 试剂和仪器CuSO4·5H2O(A.R.)；硫代硫酸钠(A.R.)；碘化钾(A.R.)；醋酸(A.R.)；可溶性淀粉(C.P.)；硝酸(A.R.)；浓硫酸(A.R.)；无水乙醇(A.R.)；甲醇(A.R.)；异丙醇(A.R.)。
“物化实验：原电池电动势的测定和离子迁移数的测定”答案
物化实验十 原电池电动势的测定一、填空题：在下列空格中填入正确答案1. 有一电池的表达式为Zn(s )︱ZnSO 4(m 1)‖CuSO 4(m 2)︱Cu(s)，正极的反应为C u 2+ + 2e → Cu ，负极的反应为 Zn → Zn 2+ + 2e ，电池的总反应为 Zn + Cu 2+ = Zn 2+ + Cu 。
2. 用 稀硫酸 浸洗的锌电极以除去表面上的氧化层，取出后用水洗涤，再用蒸馏水淋洗，然后浸入饱和 硝酸亚汞 中，取出后用 吸水纸（或滤纸） 擦拭电极，使锌电极表面上有一层均匀锌汞齐。
3. 实验中由于使用标准氢电极不方便，常采用第二级的标准电极，又称为参比电极，本实验所用参比电极是 （饱和）甘汞电极 。
二、选择题：下列每题只有一个正确答案，从A 、B 、CD 选项中选出一个填入括号“（ ）”中1. 在某电池的表达式为Zn(s )︱ZnSO 4(m 1)‖CuSO 4(m 2)︱Cu(s)中，符号“‖”的意思是（ B ）A. 甘汞电极B. 盐桥C. 玻璃杯D. 玻璃棒2. 指出在处理铜电极表面的氧化层时，应使用的清洗液是（ A ）A. 稀硝酸B. 稀硫酸C. 稀盐酸D. 浓硝酸3. 指出影响电极电势大小的因素是（ D ）A. 电极的种类B. 溶液的浓度C. 环境温度D. 以上三种三、判断题：判断下列说法是否正确，在正确的题后（ ）内打√；在错误的题后打×（每小题1分，共10分）1. 由于所制作的锌汞齐电极表面有Hg ，所以在Zn(s )︱ZnSO 4(m 1)‖CuSO 4(m 1)︱Cu(s)中，铜为负极，汞为正极。
（× ）2. 制作锌汞齐电极时，擦拭表面的硝酸亚汞之后的吸水纸，要放在盛有足够水的指定的有盖的广口瓶中。
（√ ）3. 通过本实验，由于甘汞电极的电极电势是已知的，通过测量电池的电动势，我们同样也得到未知电极的绝对电极电势。
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。
【精品】离子迁移数的测量
离子迁移数的测量1、电解重量分析法将三个表面经抛光的固体电解质片串接在两电极之间，通直流电电解，经一定时间后，根据法拉第定律计算并分析各个电解质片的重量,可确定离子迁移数和电子迁移数.通电后导电离子迁移，会改变电解质片的重量,如果重量的变化量与根据法拉第定律计算的数量相等,则离子迁移数为1；如果重量差小于法拉第定律的计算量，则离子迁移数小于1。
离子迁移数为：t i=W/QM2、也可用此法鉴别导电离子种类：将两片电解质片固定在两金属电极之间;金属电极的成分是电解质的一个组分。
若是阴离子导体;通电后，阴离子向阳极迁移,与阳极金属离子化合，使靠近阳极的电解质片增重，靠近阴极的电解质片减轻；若是阳离子导体,则阳离子迁移到阴极，使阴极增重，阳极则被电解减轻。
不仅可判断导电离子种类，还可计算出离子迁移数。
3、电池电动势测量法当固体电解质置于两个已知的参考电极之间,形成一可逆电池。
此时，两电极间产生一固定的符合热力学的电动势E。
若存在电子导电时,产生的电动势被电子导电产生的短路电流所减低。
实际测量的电动势为E＇将低于电池热力学理论电动势E。
L为电解质的厚度，L/I为电解质的离子阻抗，L/e为电解质的电子阻抗，E＇=E—I i L/I=I e L/e因为测量的是开路电压，所以有I i=I e，可得：I=E i e/L(e+I)消去I e和I iE＇=Eσi/(σe+σI)＝Et i t i=E'/EE是电解质电池的理论热力学电动势,可由电池反应的自由焓变化∆G︒计算:E＝－∆G︒/nF。
（n为导电离子的电荷数）电解质存在电子导电时测量到的电动势E＇低于热力学电动势E。
由已知的热力学数据，和测量的电动势可从上式计算出电解质的离子迁移数t i和电子迁移数t e。
（t e=I-t i）3、电池电动势法测量离子迁移数，快速，简单，精确度较高。
被广泛应用。
4、直流极化(Wagner极化）法测量测量固体电解质低电子电导时，最好用Wagner极化电池法。
实验11 离子迁移数的测定-操作步骤
实验11 离子迁移数的测定注意事项：1.离子迁移管中装溶液时沿玻璃棒缓慢加入，避免有气泡产生。
2.取下阴极铜片按要求处理后放入干净烧杯或者垫称量纸准确称量，不可直接放在天平托盘上称量，以免污染铜片。
3.两极点击秩序轻轻放入即可，不要用力往下压。
加电流时需缓慢旋转调节旋钮至电流强度缓慢升至12mA。
4.如果旋转电流调节旋钮电流示数始终为零，或者通电过程中电流由12mA突然降为零，请检查a. 迁移管中是否有气泡；b. 接入迁移管阳极区和阴极区的电极是否按得太紧；c.线路是否连接好。
5.实验过程中避免任何有可能扰动溶液引起溶液扩散的操作。
6.停止通电后必须先关闭活塞10（中间区和阴阳极区相连的活塞），然后才可以测量阴/阳区溶液。
实验步骤：1. 配制0.05 mol/L的CuSO4溶液取25 ml 0.5 mol.L-1硫酸铜溶液于250ml干净容量瓶中，稀释至刻度，得0.05 mol/L的CuSO4溶液。
2.离子迁移数测定装置安装（1）检查活塞是否漏水，用水洗清迁移管，然后用0.05 mol/L的CuSO4溶液洗涤两次，用该溶液充满迁移管，安装到迁移管固定架上。
注意管中不能有气泡，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，再蒸馏水洗净，用乙醇淋洗并吹干，在分析天平上称重，装入电量计中。
在库仑计中装入大于1/2体积的饱和硫酸铜溶液。
（3）按图11-1所示连接好迁移管、离子迁移数测定仪和铜电量计，其中接入迁移管阳极区和阴极区的电极只需轻轻放入即可，不要用力往下按。
（4）接通电源，缓慢调节电流强度至12mA，连续通电60min。
3.通电前CuSO4溶液的滴定（1）用移液管移取10.00ml 0.5000 mol/L-1 Na2S2O3溶液于100ml干净容量瓶中，稀释至刻度，得0.0500 mol/L 的Na2S2O3溶液。
（2）用移液管从250ml容量瓶中移取10.00mL 0.05mol/L的CuSO4溶液于具塞锥形瓶中，加入5mL 1mol/L 的HAc溶液，加入3mL 10%的KI溶液，塞好瓶盖，振荡，置暗处5-10min，以0.0500 mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，然后加入1mL淀粉指示剂，继续滴定至蓝色恰好消失（乳白色），记录消耗的Na2S2O3标准溶液体积。
“物化实验： 原电池电动势的测定和离子迁移数的测定”答案
物化实验十 原电池电动势的测定一、填空题：在下列空格中填入正确答案1. 有一电池的表达式为Zn(s )︱ZnSO 4(m 1)‖CuSO 4(m 2)︱Cu(s)，正极的反应为Cu 2+ + 2e → Cu ，负极的反应为 Zn → Zn 2+ + 2e ，电池的总反应为 Zn + Cu 2+ = Zn 2+ + Cu 。
2. 用 稀硫酸 浸洗的锌电极以除去表面上的氧化层，取出后用水洗涤，再用蒸馏水淋洗，然后浸入饱和 硝酸亚汞 中，取出后用 吸水纸（或滤纸） 擦拭电极，使锌电极表面上有一层均匀锌汞齐。
3. 实验中由于使用标准氢电极不方便，常采用第二级的标准电极，又称为参比电极，本实验所用参比电极是 （饱和）甘汞电极 。
二、选择题：下列每题只有一个正确答案，从A 、B 、C 、D 选项中选出一个填入括号“（ ）”中1. 在某电池的表达式为Zn(s )︱ZnSO 4(m 1)‖CuSO 4(m 2)︱Cu(s)中，符号“‖”的意思是（ B ）A. 甘汞电极B. 盐桥C. 玻璃杯D. 玻璃棒2. 指出在处理铜电极表面的氧化层时，应使用的清洗液是（ A ）A. 稀硝酸B. 稀硫酸C. 稀盐酸D. 浓硝酸3. 指出影响电极电势大小的因素是（ D ）A. 电极的种类B. 溶液的浓度C. 环境温度D. 以上三种三、判断题：判断下列说法是否正确，在正确的题后（ ）内打√；在错误的题后打×（每小题1分，共10分）1. 由于所制作的锌汞齐电极表面有Hg ，所以在Zn(s )︱ZnSO 4(m 1)‖CuSO 4(m 1)︱Cu(s)中，铜为负极，汞为正极。
（× ）2. 制作锌汞齐电极时，擦拭表面的硝酸亚汞之后的吸水纸，要放在盛有足够水的指定的有盖的广口瓶中。
（√ ）3. 通过本实验，由于甘汞电极的电极电势是已知的，通过测量电池的电动势，我们同样也得到未知电极的绝对电极电势。
（× ）四、简答题（择其要点,简要回答）1. 本实验中原电池Cu(s)︱CuSO4(m1)‖CuSO4(m2)︱Cu(s)︱为一浓差电池，试比较m1和m2的大小，并分别写出两极的半反应类型及半反应方程式。
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。
电动势法测定平均离子活度因子、迁移数和pH
61电动势法测定平均离子活度因子、迁移数和pH测定电动势不仅能用来计算化学反应热力学函数和平衡常数，而且还是确定平均离子活度因子，迁移数、液体接界电势和溶液pH 的好方法。
本专题将继续介绍电动势测定的应用。
1. 平均离子活度因子的测定专题56已经指出，平均离子活度因子有多种测定方法，诸如，凝固点降低法、溶解度法和电动势法等，那里只介绍了溶解度法。
其实，应用最广的是电动势法，这种方法的要点是用待测电解质的水溶液作为原电池的电解质溶液，选用与电解质阳离子可逆的电极作为原电池的负极，与电解质的阴离子可逆的电极作为其正极，然后测定其电动势，并用Nernst 方程计算相应浓度电解质溶液的平均离子活度因子。
下面是举例说明：【例61-1】欲测25℃时421SO H kg 4mol −⋅水溶液的平均离子活度因子，可设计如下原电池：+⋅=°−−(Hg SO Hg |)kg 4mol (SO H |)(H Pt )421422b p若实验测得电动势V 6120.0=E ，试计算42SO H 水溶液的+γ。
解： 电极反应 −++→2e (aq)2H (g)H 2负极：)aq (SO Hg(l)2e 2)s (SO Hg 2442−−+→+正极：)aq (SO (aq)2H Hg(l)2)s (SO Hg (g)H 24422−+++→+电池反应：°−°=+p p a a F RT E E 2-24H so 2H ln 2 ()()[]3SO 2H ln 2ln 224+−°°−°=−+γFRT b b b b F RT E 由于0→b 时，1→+γ，故⎟⎠⎞⎜⎝⎛+°+=°→4ln 2ln 23lim 0F RT b b F RT E E b 据此，可用外推法求得°E ，就像专题59节2所示那样。
倘若由表可以查得)V 6158.0Hg |SO Hg |SO 4224=°−E ，则))V 6158.0H |H Hg |SO Hg |SO 24224=°−°=°+−E E E()759.008876.001781.040.08876log 0.61200.6158 08876.001781.0log 08876.0log −=−−−=−°−−°=+b b E E γ 174.0=+γ【例61-2】.为了测定1kg mol 01.0−⋅=b 的2CdCl 水溶液的平均离子活度因子，可设计如下原电池：+⋅=−−(g A AgCl |)kg mol 01.0(CdCl |Cd )12b并测定其电动势E 。
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电动势法测定硫酸铜的离子迁移数
电动势法是一种用于测定电解质离子迁移数的方法。
在电动势法中，测量的是电解液中离子迁移所产生的电场强度和电势差。
通过实验测量电场强度和电势差，可以计算出溶液中的离子迁移数。
以下是一种测定硫酸铜离子迁移数的实验方法：
实验器材:
1. 硫酸铜溶液
2. 传导池
3. 加热器
4. 直流电源
5. 毛玻璃管
6. pH计
7. 电压和电阻计
8. 温度计
实验步骤:
1. 准备两个传导池，并在每个传导池中放入毛玻璃管。
2. 将硫酸铜溶液注入传导池中，并加入足够的水使溶液体积达到一定值。
3. 将直流电源连接到两个传导池中，并将电流设定为恒定值。
4. 通过毛玻璃管向硫酸铜溶液中加入少量碱性物质，同时记录溶液的pH值和电压、电阻计的读数。
5. 增加电流强度，记录电压和电阻计的读数。
6. 记录实验环境的温度。
7. 重复步骤4-6，加入不同浓度的碱性物质，并记录相应的pH、电压和电阻计读数。
8. 根据实验数据计算离子迁移数。
该实验的原理是：在电场作用下，离子迁移速度和所受力的比例关系为：v=F/ζ，其中F为所受力，ζ为离子的电动力学迁移率，也就是离子迁移时所受阻力的倒数。
由于传导池中的溶液成为了电极，离子密度的变化引起了传导池中电位的变化，从而产生了电动势。
通过测量电动势、电极间电压和电流，以及pH值，可以计算出溶液中的离子迁移数。