物理化学 实验十三离子迁移数的测定.doc

实验十三离子迁移数的测定一、;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+/Qt=qt_=q_/Q,(1)_+=1t_+t(2)显然+分别为所有阴、阳离子迁移数和tt_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(HittorfMethod)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(ElectromotiveForceMethod)离子的迁移数。(HittorfMethod),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。,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。如图1(a)所示。,由于负离子的移动速率是正离子的3倍,那么一个正离子从阳极区移出,必定有3个负离子从阴极区移出,此时溶液中离子的分布情况如图1(b)所示。,则必有4个负离子在阳极上放电。其结果是阴极区只剩如图1(c)所示的2对离子,阳极区还剩4对离子,而中间区的则不变。阴极区减少的3对离子正是由于移出3个负离子而造成的,阳极区减少的一对离子则是由于移出一个正离子所造成的。此时,通过溶液的电荷量等于正负离子迁移电荷量之和,即等于4个电子的电荷量。从上面所述不难得出下列结果:那么根据式(1)可得:上述关系式中,阴、阳极区减少的电解质可分别通过分析通电前、后各自区域电解质的变化量得到。在测定装置中串联一个库仑计,测定通电前、后库仑计中阴极的质量变化,经计算即可得到通过溶液的总电荷量。(50mL和250mL)电流表希托夫迁移管滴定管烧杯(100mL)移液管1-溶液·-溶液HNO·(99999%)3-S溶液·(100mL水中含15gCuSO·5HO,5mL浓HSO,5mL乙醇)-1AgNO次,。用少量·,迁移管中不应有气泡,并使A、B活塞处于导通状态。-1HNO溶液中稍微洗涤一下,以除去表面的氧化层,用蒸馏水·,将作为阳极的两片铜电极放人盛有镀铜液的库仑计中。将铜阴极用无