离子迁移数的测定实验报告.doc

离子迁移数的测定——界面法姓名:张冶学号: 班级:化21同组实验者:努尔艾力·麦麦提实验日期:2014年12月4日提交报告日期:2014年12月7日实验助教:+离子的迁移数。。[1]当电流通过电解池溶液时,电极上发生化学变化,溶液中阳离子与阴离子分别向阴极和阳极迁移。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与总电荷量之比称为离子迁移数,则阴、阳离子的迁移数分别为t-=q-Qt+=q+Q且t++t-=1在包含数种电解质的溶液中,t-和t+分别为所有阴、阳离子迁移数总和,一般增加某种离子浓度,其离子迁移数增加;对只含一种电解质的溶液,浓度的改变使离子间引力场改变,自然离子迁移数也改变;若温度改变,迁移数亦变化,一般温度升高时,t-和t+差别减小。实验中采用界面法,以镉离子作为指示离子,测量一定浓度的盐酸溶液中H+离子迁移数。在一截面均匀的垂直放置的迁移管中充满盐酸溶液,通以电流,当有Q电量的电流通过每个静止的截面时,t+Q当量的H+上行,t-Q当量的Cl-通过界面下移。假定在管的下部某处存在一个界面,界面以下没有H+而被Cd2+取代,此界面将随H+的上移而移动,界面位置可利用界面上下溶液pH值的不同,使用指示剂显色。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+向上迁移的平均速率等于界面上移速率。在某通电时间t内,界面扫过体积V,H+输送电荷数为该体积中H+带电总数,即q+=VCF式中:C为H+的浓度,F为法拉第常数,电荷量以库[仑](C)计。要想使界面保持清晰,须使界面上、下的电解质不相混合,这可通过选择合适的指示离子在通电情况下达到,Cd2+就符合这个要求。Cd2+的淌度(U)较小,有UCd2+<UH+通电时,H+上行Cl-下移,Cd在Cd电极上氧化并经入溶液中生成CdCl2,逐渐顶替HCl,在管内形成界面。由于溶液呈电中性,任意截面都不会中断传递电流,H+迁移走后Cd2+紧随其后且两者迁移速率相等,则UCd2+dE'dL=UH+dEdLdE'dL>dEdL说明CdCl2溶液中电位梯度较大(如图1),导致H+难以扩散至下层,而Cd2+也难以扩散到界面以上,可保持界面清晰。、仪器型号及测试装置示意图一次性移液管,DC-0510节能型智能恒温槽,DHD300V/500mA直流稳压稳流电源,Cd电极,针状Ag电极,UT56数字万用电表,HCl-甲基橙溶液(),秒表。,℃。,然后加满盐酸溶液。将镉电极打磨后在套管中加满盐酸溶液,安装在迁移管下部,并注意排出气泡。将银电极置于顶部,迁移管垂直固定避免震荡,连接好线路。调稳压稳流电源至稳压,电流6~7mA。当界面移动到第一个刻度时,立刻打开秒表。此后每隔一分钟记录时间及对应的电流值。每当界面移动至第二、第三等整数刻度时,记下相应的时间及对应的电流值,直到界面移动至第五个刻度()。关闭开关,过几分钟后观察界面,再打开电源,数分钟再观察。试解释该现象。用恒电流方法重复实验(