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】 1 .掌握希托夫法测定电解质溶液中离子迁移数的某本原理和操作方法。 2 .测定 CuSO 4 溶液中 Cu 2+和 SO 4 2- 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 CuSO 4 溶液中 Cu 2+和 SO 4 2- 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 CuSO 4 溶液。通电时, 溶液中的 Cu 2+ 在阴极上发生还原, 而在阳极上金属铜溶解生成 Cu 2+。阳极反应: Cu – 2e→ Cu 2+ 阴极反应: Cu 2++ 2e→ Cu 因此,通电时一方面阳极区有 Cu 2+ 迁移出,另一方面电极上 Cu 溶解生成 Cu 2+ ,因而有 n n n n ? ??迁后原电 tn ??迁电, 2 2 41 u SO C t t ? ?? ?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 Cu 2+ 的量。 n 电用表示通电时阳极上 Cu 溶解( 转变为 Cu 2+) 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。通过溶液的总电荷量阳极区增加的电解质??t 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( 250 mL) 1 只;移液管( 20 mL)3 只; 金相砂纸( 0 #) 硫酸铜溶液( 0 . 05mol 。L -1); KI 溶液(10%) ; 淀粉指示剂(1 %) ; 硫代硫酸钠溶液( -1)