实验八 离子迁移数的测定.doc

实验十离子迁移数的测定一、【目的要求】。+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+/Qt-=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CuSO4溶液。通电时,溶液中的Cu2+在阴极上发生还原,而在阳极上金属铜溶解生成Cu2+。阳极反应:Cu–2e→Cu2+阴极反应:Cu2++2e→Cu因此,通电时一方面阳极区有Cu2+迁移出,另一方面电极上Cu溶解生成Cu2+,因而有,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Cu2+的量。n电用表示通电时阳极上Cu溶解(转变为Cu2+)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三、【仪器试剂】离子迁移数测定仪1台(稳压电源);迁移管1套;铜库伦计(铜电量计)1台;铜电极2只;分析天平1台;台秤1台;碱式滴定管(250mL)1只;碘量瓶(100mL)1只;锥形瓶或碘量瓶(250mL)1只;移液管(20mL)3只;金相砂纸(0#)硫酸铜溶液(。L-1);KI溶液(10%);淀粉指示剂(1%);硫代硫酸钠溶液(-1);HAc(-1);无水乙醇(.)四、【实验步骤】(一),以除去表面的氧化层;用蒸馏水冲洗,再用乙醇淋洗阴极铜片;用电吹风等鼓风装置,将阴电极片吹干;注:吹干时,温度不能太高,以免铜氧化。在分析天平上称重得w1,放回库仑计中。(二)·L-1CuSO4溶液荡洗迁移管两次后,·L-1CuSO4溶液。(1)按图接好线路,通电;(2)保持电流在20mA(稳流电解法);(3)通电1小时后,停止通电。(三)电解