离子迁移数的测定资料讲解.ppt

离子迁移数的测定
界面移动法
一、实验目的
1、掌握界面移动法测定离子迁移数的原理和方法
2、掌握LQY离子迁移数测定装置的使用
3、加深对电解质溶液有关概念的理解
二、实验原理
当电流通过含有电解质的电解作用强度改变，离子迁移数也发生变化。如在较浓的溶液中，离子相互引力较大，正负离子的迁移速度均减慢。若正负离子的价数相同，则所受的影响也大致相同。迁移数的变化不大。若价数不同，则价数大的离子的迁移数减小比较明显。
温度改变对离子的迁移也有影响。一般当温度升高时，正负离子的速率均加快，两者的迁移数趋于相等，而外加电压大小一般不影响迁移数
三、仪器和试剂
LQY 离子迁移数测定装置（南京桑力电子设备厂）
秒表
迁移管
铜丝
铁架台
滴管 2个
50mL烧杯 2个
吸耳球
Cd 电极
Ag 电极
HCl （) mol·dm-3
HCl mol·dm-3
甲基紫(或甲基橙)
三、仪器和试剂
界面移动法测定迁移数一般线路图


四、实验步骤
(1) mol·dm-3盐酸, 加入少许甲基紫，使溶液呈蓝色。并用少许该溶液洗涤迁移管2-3次后，将溶液装满截面均匀的迁移管，用滤纸擦净迁移管外面，并插入Ag电极。
（2）按上图接好线路，Cd作正极、 Ag作负极，注意先把仪器的电流粗调和电流细调沿逆时针方向旋到最小，再打开电源。此时仪器输出电压显示接近零，否则立即关闭电源，检查迁移管中是否有气泡或线路是否接好。
（3），迁移管中会出现紫色界面，当其超过橡胶管的高度后，如界面清晰，应尽快开始开动秒表计时，，，停止计时，将电流细调逆时针旋到最小，关闭电源，再取下电极夹。倒出溶液，重复一次。
（4）改变盐酸浓度，改变电流，测两次。
（5）洗净迁移管、烧杯等。
五、讨论
一、希托夫法测得的迁移数，称为希托夫迁移数，计算过程中假定水是不动的，由于离子水化作用，离子迁移时实际上是带着水分子的， 所以由于阴、阳离子水化程度不同，在迁移过程中会引起浓度的改变。倘若考虑到水的迁移对浓度的影响，算出阳离子或阴离子实际上迁移的数量，这种迁移数称为真实迁移数。
二、除了希托夫法测定离子迁移数外，还有界面移动法和电动势法两种。
界面移动法是直接测定电解时溶液界面在迁移管中移动的距离求出离子迁移数。主要问题是如何获得鲜明的界面以及如何观察界面移动。为了获得鲜明的界面，首先必须防止对流和扩散。所以实验温度不能太高，管内温度应均匀，时间不能太长，电流不能太大，并选用毛细管作为迁移管，以减少两液体的接触面。其次，使用一个合适的跟随离子，它在单位电位梯度时的移动速度要小于被测离子。
五、讨论
电动势法是通过测定具有或不具有溶液接界的浓差电池的电动势来进行的。
这三种测定离子迁移数的方法，以界面移动法最常用 。如果能获得鲜明的界面，此法结果也是最精确的。
电动势法测出的迁移数是 浓度下的平均值。
希托夫法虽然原理简单，但由于不可避免的对流、扩散、振动而引起一定程度的相混，所以不易获得正确结果。
六、思考题
1）写出阴极、阳极的电极反应方程式及整个电解过程的方程。
2）如迁移管中有水，对测定结果有何影响？
3）为什么在迁移过程中会得到一个稳定界面？为什么界面移动速度
就是H+移动速度？
4）如何能得到一个清晰的移动界面？
5) 实验过程中电流值为什么会逐渐减小？
6）测量某一电解质离子迁移数时，指示离子应如何选择？指示剂应如何选择？
7）讨论实验过程中哪些因素将影响测定的准确度。
七、数据记录与处理
盐酸浓度 mol·dm-3 电流强度
室温： 大