實驗十五希托夫法測定離子的遷移數希托夫法測定離子的遷移數實驗目的

掌握希托夫法測定電解質溶液中離子遷移數的某本原理和操作方法。測定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的遷移數。希托夫法測定離子的遷移數1．

離子的電遷移2．

離子的遷移數3．

離子遷移數的測定實驗原理--離子的電遷移和遷移數

用惰性電極電解1-1價型電解質溶液1.離子的電遷移(Electromigrationofions）

陽極區中部區陰極區（1）r+=r-當離子遷移速度相等時陽極陰極通電前通電中陰極陽極陽極陰極通電后假定通過電解池電量為4F（2）r+=3r-離子的電遷移陽極陰極通電前通電中陰極陽極陽極陰極通電后通過電解池電量為4F陽極區中部區陰極區溶液中離子遷移過程的規律

（1）導電任務由正、負離子共同分擔。（2）正、負離子搬遷電量之比等于兩者運動速率之比，等于兩極區電解質濃度變化之比：若電極本身參與反應也滿足上面兩條規律。2.離子的遷移數

離子的遷移數(transfernumber)某離子B遷移的電量QB占通過溶液總電量Q的分數。離子的遷移數溶液中只有一種電解質時：

3.離子遷移數的測定希托夫法

希托夫法，界面移動法和電動勢法可測定離子遷移數。

對電解前后電極附近溶液進行物料衡算，即可確定離子的遷移數。若有n遷molB離子發生遷移，遷移過程攜帶電量：n電molB離子在電極上發生反應，通過溶液總電量：希托夫法測離子遷移數ZB

：B離子價數希托夫法測離子遷移數通常，分析陽極區首先求出正離子遷移數。I.

若電解時陽極不溶解，正離子遷出陽極區的量:II.

若電解時陽極要溶解，則，故tB計算基準：假定電解過程水不遷移。也可以分析陰極區求出正離子遷入陰極區的量：儀器與試劑遷移數管1支；銅電量計1套；直流穩壓電源1臺；滴定管1支；KI溶液(10%)淀粉指示劑(0.5%)硫代硫酸鈉溶液（0.0500mol.L-1）HAc溶液(1mol.L-1)HNO3（A.R.）硫酸銅溶液（0.05mol.L-1）希托夫法測定離子的遷移數希托夫法測定離子的遷移數希托夫法測定離子的遷移數STEP1清洗遷移數管，注意活塞是否漏水。用少量硫酸銅溶液淌洗兩次，將該溶液充滿遷移數管。希托夫法測定離子的遷移數STEP2用銅電量計測定通過溶液的電量。陰極和陽極皆為銅片，實驗前將銅電量計的陰極銅片（中間部分）用細沙紙磨光，然后用蒸餾水洗凈，晾干并稱其重量（W1）。希托夫法測定離子的遷移數STEP3接通電源，調節變壓器使陰極銅片上的電流密度為10~15mA/cm2，通電90分鐘后切斷電源。取出銅電量計中部銅片用蒸餾水洗凈，取出晾干并稱其重量（W2）。希托夫法測定離子的遷移數STEP4將遷移管中的溶液分別緩慢放入已稱量的錐形瓶中，再稱其各瓶的重量，然后計算各溶液的凈重。希托夫法測定離子的遷移數STEP5取部分溶液（約20g）進行滴定，加入10%KI溶液10mL，1mol.L-1乙酸溶液10mL，用標準硫代硫酸鈉溶液滴定，滴至淡黃色，加入1mL0.5％淀粉，在滴至藍紫色消失。希托夫法測定離子的遷移數數據記錄與處理根據前面例題的解答方法計算遷移數即可。注意，中間部分溶液濃度即為電解前溶液濃度。陽極區中間區陰極區M瓶/gM瓶＋m液/gM液/gV(Na2S2O3)/mL希托夫法測定離子的遷移數中間區：M(CuSO4)中=(V*M)Na2S2O3*159.6/1000M(H2O)中=m(溶液)－m(CuSO4)（M(CuSO4)/M(H2O)）中=陽極區：M(CuSO4)陽=(V*M)Na2S2O3*159.6/1000M(H2O)陽=m(溶液)－m(CuSO4)（M(CuSO4)/M(H2O)）陽=N遷＝（M(H2O)中×（M(CuSO4)/M(H2O)）中）＋n電－（M(H2O)陽×（M(CuSO4)/M(H2O)）陽）陰極區：N遷＝（M(H2O)陰×（M(CuSO4)/M(H2O)）陰＋n電－（M(H2O)中×（M(CuSO4)/M(H2O)）中））希托夫法測定離子的遷移數實驗注意事項

1.實驗中的銅電極必須是純度為99.999%的電解銅。2.實驗過程中凡是能引起溶液擴散，攪動等因素必須避免。電極陰、陽極的位置能對調，遷移數管及電極不能有氣泡