希托夫法測定離子的遷移數(shù)

1、實(shí)驗(yàn)十五 希托夫法測定離子的遷移數(shù) 上一頁下一頁回主目錄返回1 1離子的電遷移離子的電遷移2 2離子的遷移數(shù)離子的遷移數(shù)3 3離子遷移數(shù)的測定離子遷移數(shù)的測定上一頁下一頁回主目錄返回 用惰性電極電解用惰性電極電解1-11-1價(jià)型電解質(zhì)溶液價(jià)型電解質(zhì)溶液陽極區(qū)陽極區(qū)中部區(qū)中部區(qū)陰極區(qū)陰極區(qū)（1）r+=r-當(dāng)離子遷移速度相等時(shí)當(dāng)離子遷移速度相等時(shí)陽極陽極陰極陰極通電前通電前通電中通電中陰極陰極陽極陽極陽極陽極陰極陰極通電后通電后mol2 ,2減少兩極區(qū)： nFQQ假定通過電解池電量為假定通過電解池電量為4F上一頁下一頁回主目錄返回（2）r+=3r- ,1,3FQFQ陽極陽極陰極陰極通電前通電前通電

2、中通電中陰極陰極陽極陽極陽極陽極陰極陰極通電后通電后mol1 mol3減少減少陰極區(qū)：，陽極區(qū)：nn通過電解池電量為通過電解池電量為4F陽極區(qū)陽極區(qū)中部區(qū)中部區(qū)陰極區(qū)陰極區(qū)上一頁下一頁回主目錄返回（1 1）導(dǎo)電任務(wù)由正、負(fù)離子共同分擔(dān)。導(dǎo)電任務(wù)由正、負(fù)離子共同分擔(dān)。（2 2）正、負(fù)離子搬遷電量之比等于兩者運(yùn)動(dòng)速率正、負(fù)離子搬遷電量之比等于兩者運(yùn)動(dòng)速率之比，等于兩極區(qū)電解質(zhì)濃度變化之比：之比，等于兩極區(qū)電解質(zhì)濃度變化之比： 若電極本身參與反應(yīng)也滿足上面兩條規(guī)律。若電極本身參與反應(yīng)也滿足上面兩條規(guī)律。 QQQnQrQrn陽陰上一頁下一頁回主目錄返回離子的遷移數(shù)離子的遷移數(shù)(transfernumb

3、er)BBBBBQQtQQ某離子某離子B遷移的電量遷移的電量QB占通過溶液總電量占通過溶液總電量Q的分?jǐn)?shù)。的分?jǐn)?shù)。BB1t 上一頁下一頁回主目錄返回溶液中只有一種電解質(zhì)時(shí)：溶液中只有一種電解質(zhì)時(shí)： QrUtQQrrUU QrUtQQrrUU 上一頁下一頁回主目錄返回希托夫法希托夫法 希托夫法希托夫法，界面移動(dòng)法界面移動(dòng)法和和電動(dòng)勢法電動(dòng)勢法可測定離子遷移數(shù)。可測定離子遷移數(shù)。 對電解前后電極附近對電解前后電極附近溶液進(jìn)行物料衡算，即溶液進(jìn)行物料衡算，即可確定離子的遷移數(shù)?？纱_定離子的遷移數(shù)。上一頁下一頁回主目錄返回若有若有n遷遷molB離子發(fā)生遷移，遷移過程攜帶電量：離子發(fā)生遷移，遷移過程攜帶

4、電量：FZnQBB遷n電電molB離子在電極上發(fā)生反應(yīng)，通過溶液總電量：離子在電極上發(fā)生反應(yīng)，通過溶液總電量：FZnQB電ZB：B離子價(jià)數(shù)離子價(jià)數(shù)上一頁下一頁回主目錄返回通常，分析通常，分析陽極區(qū)陽極區(qū)首先求出正離子遷移數(shù)。首先求出正離子遷移數(shù)。I. I. 若電解時(shí)陽極不溶解，正離子遷出陽極區(qū)的量若電解時(shí)陽極不溶解，正離子遷出陽極區(qū)的量 : :II.II. 若電解時(shí)陽極要溶解，則若電解時(shí)陽極要溶解，則 ，故，故電溶 nnt B計(jì)算基準(zhǔn)：計(jì)算基準(zhǔn)：假定電解過程假定電解過程水不遷移水不遷移。也可以分析也可以分析陰極區(qū)陰極區(qū)求出正離子遷入陰極區(qū)的量：求出正離子遷入陰極區(qū)的量：儀器與試劑儀器與試劑遷移

5、數(shù)管 1支； 銅電量計(jì) 1套； 直流穩(wěn)壓電源 1臺；滴定管 1支；KI溶液(10%) 淀粉指示劑(0.5%) 硫代硫酸鈉溶液（0.0500mol.L-1）HAc溶液(1mol.L-1) HNO3（A.R.） 硫酸銅溶液（0.05mol.L-1）清洗遷移數(shù)管，注意活塞是否漏水。用硫酸銅溶液淌洗兩次，將該溶液充滿遷移數(shù)管。用銅電量計(jì)測定通過溶液的電量。陰極和陽極皆為銅片，實(shí)驗(yàn)前將銅電量計(jì)的陰極銅片（中間部分）用細(xì)沙紙磨光，然后用蒸餾水洗凈，晾干并稱其重量（W1）。接通電源，調(diào)節(jié)變壓器使陰極銅片上的電流密度為1015mA/cm2，通電90分鐘后切斷電源。取出銅電量計(jì)中部銅片用蒸餾水洗凈，取出晾干并稱

6、其重量（W2）。將遷移管中的溶液分別緩慢放入已稱量的錐形瓶中，再稱其各瓶的重量，然后計(jì)算各溶液的凈重。取部分溶液（約20 g）進(jìn)行滴定，加入10%KI溶液10 mL，1 mol.L-1乙酸溶液10 mL，用標(biāo)準(zhǔn)硫代硫酸鈉溶液滴定，滴至淡黃色淡黃色，加入1 mL 0.5淀粉，在滴至藍(lán)紫色消失藍(lán)紫色消失。數(shù)據(jù)記錄與處理數(shù)據(jù)記錄與處理根據(jù)前面例題的解答方法計(jì)算遷移數(shù)即可。注意，中間部分溶液濃度即為電解前溶液濃度。陽極區(qū)中間區(qū)陰極區(qū)M瓶/gM瓶m液/gM液/gV(Na2S2O3)/mL中間區(qū)：M(CuSO4)中=(V*M)Na2S2O3*159.6/1000M(H2O)中=m(溶液)m(CuSO4)（M(CuSO4)/M(H2O)）中=陽極區(qū)：M(CuSO4)陽=(V*M)Na2S2O3*159.6/1000M(H2O)陽=m(溶液)m(CuSO4)（M(CuSO4)/M(H2O)）陽=N遷（ M(H2O)中 （M(CuSO4)/M(H2O)）中）n電（ M(H2O)陽（M(CuSO4)/M(H2O)）陽）陰極區(qū)：N遷 （ M(H2O)陰（M(CuSO4)/M(H2O)）陰n電（ M(H2O)中 （M(CuSO4)/M(H2O)）中）實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1.實(shí)驗(yàn)中的銅電極必須是純度為99.999%的電解銅。2.實(shí)驗(yàn)過程中凡是能引起溶液擴(kuò)散，攪動(dòng)等因素必須避免