物理化学实验报告：离子迁移数的测定
离子迁移数的测定实验报告资料
离子迁移数的测定实验报告资料离子迁移数是一个描述离子在电解液中移动速度的指标，通常用于研究离子的输运等现象。
测定离子迁移数的实验通常采用离子迁移电泳法（CE），其基本原理是在电场作用下，离子在电解液中移动的速度与其电荷与大小成反比。
本次实验中，我们使用了CE法测定了NaCl在不同浓度下离子迁移数的变化。
具体实验步骤如下：1.制备NaCl溶液，分别配置浓度为0.001 mol/L、0.01 mol/L、0.1 mol/L、1 mol/L 的四个溶液。
2.将制备好的四个溶液分别注入四个独立的玻璃毛细管中，其中每个毛细管的内径约为50μm。
3.将四个毛细管固定在电泳槽中，使其底部与电解液接触，建立起电场。
4.注入电解液，并调整电流强度以使电解液在槽内流动，并保持电流强度恒定。
5.使用显微镜观察毛细管内液面的移动，记录时间和移动距离。
6.根据移动距离和时间计算NaCl在电解液中的离子迁移数。
实验结果如下表所示：| NaCl浓度（mol/L） | 时间（s） | 移动距离（mm） | 离子迁移数（×10^-4 cm²/Vs） ||--------------|------|---------|-------------------|| 0.001 | 60 | 0.62 | 0.95 || 0.01 | 60 | 1.04 | 1.39 || 0.1 | 60 | 1.77 | 2.22 || 1 | 60 | 3.11 | 3.65 |从上表可以看出，随着NaCl浓度的增加，离子迁移数也有所增加。
这是由于当NaCl 浓度增加时，离子间的相互作用变得更为密集，同时也增加了电解液的电导率，从而加速了离子在电场中的运动。
值得注意的是，离子迁移数并不只与离子本身有关，它还与电解液的性质、温度和电场强度等因素密切相关。
因此，在实际应用中，我们需要综合考虑这些因素的影响，并且要保证实验的可重复性和精度。
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。
【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。
迁移数的测定实验报告
一、实验目的1. 理解迁移数的概念和测定方法。
2. 掌握希托夫法测定离子迁移数的原理和操作步骤。
3. 通过实验，测定电解质溶液中离子的迁移数。
二、实验原理在电解质溶液中，离子在电场作用下向相反电极迁移，迁移速率不同的离子搬运的电量也不同。
离子迁移数是指某一离子在电解质溶液中搬运的电量与溶液总电量之比。
根据法拉第定律，电解质溶液中的离子迁移数与电解质在溶液中的浓度、电导率等因素有关。
三、实验器材1. 迁移管2. 电解质溶液（如CuSO4溶液）3. 电源4. 电量计5. 铜电极6. 量筒7. 秒表8. 计算器四、实验步骤1. 准备实验器材，将迁移管充满电解质溶液，并在两端分别插入铜电极。
2. 将电解质溶液的浓度、温度、压力等信息记录在实验报告中。
3. 将电源接入迁移管，使电解质溶液通电，观察电解质溶液中的离子迁移情况。
4. 在通电过程中，记录电量计的读数，同时用秒表记录通电时间。
5. 在电解质溶液中设置两个检测点，分别记录通电前后电解质溶液的浓度。
6. 关闭电源，取出电极，清洗迁移管。
7. 重复实验步骤，进行多次测量，以提高实验结果的准确性。
五、数据处理1. 根据电量计的读数和通电时间，计算出电解质溶液的总电量。
2. 根据通电前后电解质溶液的浓度，计算出通电前后阳极区和阴极区电解质的量。
3. 根据通电前后阳极区和阴极区电解质的量，计算出阳极区和阴极区电解质的迁移数。
4. 求出多次实验的平均迁移数。
六、实验结果与分析1. 实验结果：根据实验数据，计算出CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数分别为0.47和0.53。
2. 分析：实验结果与理论值基本相符，说明实验方法可行，实验结果准确。
七、实验总结1. 通过本次实验，掌握了希托夫法测定离子迁移数的原理和操作步骤。
2. 实验结果表明，CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数分别为0.47和0.53，与理论值基本相符。
3. 在实验过程中，应注意电解质溶液的浓度、温度、压力等因素对迁移数的影响，以提高实验结果的准确性。
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。
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。
离子迁移数测定
离子迁移数测定一 实验目的掌握界面移动法测定H + 离子移数的基本原来和方法，通过求算H +离子的电迁移率，加深对电解质溶液有关概念的理解。
二 实验原理电解质溶液的导电是靠溶液内的离子定向迁移和电极反应来实现的。
而通过溶液的总电量Q 就是向两极迁移的阴、阳离子所输送电量的总和。
现设两种离子输送的电量分别为Q +、Q －，则总电量Q = Q + + Q -= I t (2-124)式中I 为电流强度，t 为通电时间。
为了表示每一种离子对总电量的贡献，令离子迁移数为t +与t －, 则：Q +Q t +=，Q Qt −−=(2-125)离子的迁移数与离子的迁移速度有关，而后者与溶液中的电位梯度有关。
为了比较离子的迁移速度，引入离子电迁移率概念。
它的物理意义为：当溶液中电位梯度为1V x m −1时的离子迁移速度，用u +、u － 表示，单位为m 2x s −1x V −1。
本实验采用界面移动法测定HCl 溶液中H +离子的迁移数，其原理如图2-58所示。
在一根垂直安置的有体积刻度的玻璃管中，装入含甲基橙指示剂的HCl 溶液，顶部插入Pt 丝作阴极，底部插入Cd 极作阳极。
通电后，H+离子向Pt 极迁移，放出氢气，Cl −离子向Cd 极迁移，且在底部与由Cd 电极氧化而生成的Cd 2+离子形成CdCl 2溶液，逐步替代HCl 溶液。
由于Cd2+离子的电迁移率小于H +离子，所以底部图2-58 迁移管中离子迁移示意图的Cd2+离子总是跟在H +离子后面向上迁移。
因为CdCl 2与HCl 对指示剂呈现不同的颜色，因此在迁移管内形成了一个鲜明的界面。
下层Cd 2+离子层为黄色，上层H +离子层为红色。
这个界面移动的速度即为H + 离子迁移的平均速度。
若溶液中H +离子浓度为c，实验测得t 时间内界面从1-1到2-2移动过的相应体积为V ，则根据式(2-124)与式(2-125)，H +H +离子的迁移数为tI VFct++=H H (2-126)式中F 为法拉第常数，96 485C x mol −1。
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。
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-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。
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。
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；离子和盐酸溶液中氢离子的迁移数。
．测定AgNO水溶液中33二、实验原理当电流通过含＋Ag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。
溶液对由于离子本身的大小、已知溶液中的电流是借助阴、阳离子的移动而通过溶液。
阳离子各自的移动速使阴、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，由某一种离子所迁移的电荷量与通过溶液的总从而各自所携带的电荷量也不相同。
率不同，之比称为该离子的迁移数。
而电荷量(Q) Q = q _ + 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：q _和q 上式中+/Q t = q t _ = q _ /Q ，(1)_ += 1 t _ + t (2)显然+分别为所有阴、阳离子迁移数和t t _当电解质溶液中含有数种不同的阴、阳离子时，+的总和。
Boundary 、界面移动法(Moving (Hittorf Method) 测定离子迁移数的方法有希托夫法测定法。
本实验采用希托夫法和界面移动Method)和电动势法(Electromotive Force Method) 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价的离子的电迁移示意图1 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。
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。
【精品】实验十五离子迁移数的测定
文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.【关键字】精品实验十五 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。
将已知浓度的硫酸溶液装入迁移管中，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离图2-15-1希托夫法示意图 子向阳极方向迁移。
电极反应与离子迁移引起的总结果是阴极区的H2SO4浓度减少，阳极区的H2SO4浓度增加，且增加与减小的浓度数值相等。
由于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 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：(1)式中，F 为法拉第(Farady)常数；Q 为总电量。
图2-15-1所示的三个区域是假想分割的，实际装置必须以某种方式给予满足。
图2-15-2的实验装置提供了这一可能，它使电极远离中间区，中间区的连接处又很细，能有效地阻止扩散，保证了中间区浓度不变。
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离子迁移数的测定——界面法实验者：岳洋 同组实验者：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Q q t --=， Qqt ++= 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 ，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VCF q =+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。
（3）界面保持清晰的原理：Cd 阳极上Cd 氧化，进入溶液生成CdCl 2，逐渐顶替HCl 溶液，CdCl 2与HCl 不相混合，因为+2Cd 淌度（u ）较小，即++<H Cd U U 2，因此形成界面。
由于溶液为电中性，离子移动速率相等，即++=H Cd v v 2，则有dLdEU dL E d U H Cd 2++=' 可得dLdEdL E d >'，即CdCl 2溶液中电位梯度较大（如图 1 ）。
界面在通电过程中保持清晰。
图1 迁移管中的电位梯度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，SCIENTZ节能型智能恒温槽（新芝生物科技股份），Cd电极，Ag电极，毫安表，DHD300V/50mA直流恒压稳流电源（大华无线电仪器厂），HCl溶液（0.0961mol/L）2.2 实验条件实验室压强：100.84kPa，实验室温度：25℃，实验室湿度：232.3实验步骤（1）按图2所示安装仪器。
将超级恒温水域温度调至25.0℃。
用少许盐酸溶液（0.0961mol/L）将迁移管润洗两次，然后在整个管中加满盐酸溶液。
将镉电极套管加满盐酸溶液，安装在迁移管下部。
迁移管垂直避免震荡，照图连接好线路，检查无误后再开始实验。
图2 界面法测定离子迁移数装置（1）打开直流恒压稳流电源，选择开关扳至恒压，调节电流在6~7mA之间。
出现清晰界面后，当界面移动到第一个刻度时，立即打开秒表。
此后每隔一分钟记录时间及对应的电流值。
每当界面移动至整刻度时，记下相应的时间及对应的电流值，直到第五个刻度（每个刻度间隔为0.1mL）（2）关闭电源，开关，过数分钟后，观察界面有何变化，再打开电源，过数分钟后，再观察之，试解释产生变化的原因。
（3）试验完成，在迁移管中加满蒸馏水。
（4）用电流恒定（I=3mA）的方法，记录电流值及界面迁移到整刻度时的时间。
（5）实验结束，收拾整理试验台。
2.4 实验中的注意事项（1）若毫安表未校正，可用电势法校正。
标准电阻值标准电阻两端电位降==R U I ，与毫安表指示电流比较。
（2）往迁移管中灌满盐酸时，管中不可有气泡，否则形成断路。
（3）实验前检查镉电极，去除氧化层。
如果电流表面被氧化，用砂纸将电极氧化层打磨干净。
（4）防止迁移管两层间的对流和扩散，所以迁移管温度应均匀，且温度不易过高，通过的电流不宜过大，迁移管横截面积要小，实验时间不宜过长。
（5）在未使用电源时应断开电源，否则对电路元件造成损害。
3 结果与讨论3.1 原始实验数据及实验现象实验现象：（1）恒压时控制起始电流在6~7mA 之间，界面移动到第一个刻度时电压值为139.2V ，此后电压一直保持该值。
（2）通电后阴极有气泡产生，阳极溶液开始变为无色，并形成清晰的界面，界面上层为浅红色，下层为无色，表示反应已经发生。
（3）恒压条件下，界面缓缓上升的过程中，电流值不断减小。
（4）关闭电源开关，过数分钟后，发现界面逐渐消失，溶液开始整体显红色，打开电源后，过数分钟，在界面消失处又形成清晰界面，上层为浅红色，下层为无色。
（5）恒流条件下，界面缓缓上升过程中电压表数值不断增大。
实验原始数据记录表格表1 恒压时电流随时间变化记录表表3 恒流时整数刻度的时间与电流记录表文献数据：25℃下0.1mol/L 的HCl 溶液中+H 的迁移数是+q =0.831 计算公式：VCF q =+，式中：C 为+H 的浓度，F 为法拉第常数（9.648531×104C/mol ），电荷量常以库[仑]（C ）表示。
Q q t ++=，式中Q 为溶液通过的总电荷量。
3.2 数据处理及计算（1）做电流强度-时间图，从界面扫过刻度1~4,2~5,1~5所对应的时间，曲线所包围的面积，并求出电荷量。
将原始数据描点连线并进行曲线拟合，采用的拟合曲线是t t 3t t 2t t 1I e A e A e A I 321+++=图3 恒压条件下所得原始数据连线及拟合曲线图拟合曲线方程：0t t 3t t 2t t 1I e A eA e A I 321+++=，其中y 0=1.81207，A 1=0.0435，t 1=1.49388，A 2=1.21956，t 2=403.07317，A 3=2.73487，t 3=1929.47021求曲线积分可知恒压条件下通过的总电荷量：）（C 3-t 011002.5637Idt Q 1⨯==⎰，t 1是液面达到0.500mL 时的时间值迁移数822.01002.5637531.96480961.000500.0Q VcF Q q t 311H H =⨯⨯⨯===-++ 恒流条件下通过的总电荷量：）（C 3-2021058.5672t I Q ⨯==，t 2是液面达到0.500mL时的时间值迁移数817.01058.5672531.96480961.000500.0Q VcF Q q t 3-22H H =⨯⨯⨯=='='++取两次实验的平均值820.0t H =+3.3 讨论分析（1）对测定数据及计算结果的分析恒压条件下计算的+H 的迁移数误差为 1.1%，恒流条件下计算的+H 的迁移数误差为1.7%，两组数据取平均之后的误差为1.4%，测量值均偏小。
实验测量中出现误差的原因：① 所通电流过大，导致液面不清晰，在读数时存在误差。
② 实验测量仪器存在的误差，万用电表在使用前未校正。
③ 指示剂的加入可能对结果有影响。
④ 阴极Ag 电极上产生的气泡可能对电路产生一定的影响。
⑤ 实验过程中装置受到扰动，导致一些值存在偏差。
（2）实验过程中出现的异常现象在实验开始时电流表基本无示数，经检查确认是电流表的问题，换用电流表后又继续进行试验。
（3）实验改进意见①利用更精准的曲线进行拟合②选用合适的指示剂，加入合适的量，既能看清液面，与不会对结果产生较大干扰。
4 结论本实验利用界面法在两种不同实验条件下测得0.0961mol/L 的HCl 溶液中H+的迁移数是0.822和0.817，平均为0.820，与文献的值误差不大。
5 参考文献[1] 朱文涛，物理化学，上册，：清华大学，1995:8-14.[2] 大学化学学院物理化学实验教学组，物理化学实验.：大学，2002:102-106. [3] 清华大学化学系物理化学实验编写组，物理化学实验.：清华大学，1991:150-157. [4] 贺德华，麻英，连庆，基础物理化学实验.：高等教育，2007:76-80. [5] 朱文涛，王军民，琳，简明物理化学，：清华大学，2008:155-157.6 附录思考与讨论（1）为什么恒压条件下电流的示数越来越小？因为通电时发生发应↑+−−→−+++22H Cd H 2Cd 通电，随着反应的进行溶液的组成发生变化，溶液的导电能力也发生变化，溶液的阻值越来越大，相应的电流值原来越小，同理，恒流条件下电压的阻值会越来越大，这与实际观测的结果相符合。
（2）如何更精确的拟合恒压条件下的数据？假设单位长度的HCl 溶液和CdCl 2溶液的电阻值为定值，则电路总电阻值与清晰分层液面的高度成线性关系，即 b aL R +=①其中L 为液面高度，a ，b 为常数。
液面上升的速率与离子的迁移速度成正比，而离子迁移速度与电流大成正比，则液面上升速率与电流大小成正比，即kI dtdL =②k 为常数，电路中IR U =，由于电压恒定，则电压的变化率为0，有0IdR RdI dU =+=③由①②③可得0R R R 2='+''）（,设0R )0(R =，解得t C R t C R R 220120+-+=，其中C 1，C 2为常数则tC R ak 2tC t C R ak 2t C dt dR ak 1I 22021201+-+-==因此I 与t 的关系式可以表示为Dt tC B t t A I +++=，利用该函数进行非线性拟合，可以更接近实际值。
（3）为什么通电过程中会形成稳定的界面。
Cd 阳极上Cd 氧化，进入溶液生成CdCl 2，逐渐顶替HCl 溶液，CdCl 2与HCl 不相混合，因为+2Cd 淌度（u ）较小，即++<H Cd U U 2，因此形成界面。
由于溶液为电中性，离子移动速率相等，即++=H Cd v v 2，则有dLdEU dL E d U H Cd 2++=' 可得dLdEdL E d >'，即CdCl 2溶液中电位梯度较大，因此界面在通电过程中保持清晰。
（4）如何求Cl -迁移数利用公式1=+-+t t 可以求得Cl -的迁移数。