铜离子迁移数
铜离子迁移数
铜离子迁移数是指在电解质溶液中，单位时间内铜离子通过电流的作用从一个电极迁移到另一个电极的数量。迁移数是描述电解质溶液中离子迁移的重要参数，它与电解质的浓度、电流强度、电场强度等因素有关。
在电解质溶液中，铜离子的迁移是由电场力和扩散力共同驱动的。电场力是由外加电压产生的，它使得铜离子向着电场的方向移动。扩散力是由离子的热运动引起的，它使得铜离子在溶液中随机运动。这两种力共同作用下，铜离子向着电场方向迁移，从而完成电流的传导。
铜离子的迁移数可以用迁移电流来计算。迁移电流是指通过单位面积的电解质溶液时，单位时间内通过的电荷量。迁移电流与迁移数的关系可以通过法拉第定律来描述。法拉第定律表明，在恒定电场下，迁移电流与离子迁移数成正比。
迁移数的大小取决于溶液中的离子浓度和电场强度。当溶液中铜离子浓度较低时，迁移数通常较小。这是因为铜离子的数量有限，迁移到另一个电极的数量也相应较少。当电场强度较弱时，迁移数也会较小，因为电场力对铜离子的驱动作用减弱。
迁移数还与电解质的性质有关。有些电解质在溶液中会发生电离，产生正负电荷的离子，而有些电解质则不会发生电离。对于发生电
离的电解质，其迁移数通常为1，因为所有的离子都会迁移到另一个电极。而对于不发生电离的电解质，其迁移数则会小于1，因为只有部分分子会参与迁移。
迁移数的大小对于电化学过程具有重要影响。在电解过程中，迁移数决定了离子在电解质溶液中的迁移速率，从而影响了电流的传导性能。迁移数的大小还与电解质的选择和电解过程的效率有关。因此，在电化学研究和应用中，对于铜离子等离子体的迁移数进行准确的测量和控制具有重要意义。
总结起来，铜离子的迁移数是描述铜离子在电解质溶液中迁移的重要参数。迁移数与离子浓度、电场强度等因素有关，可以通过迁移电流来计算。迁移数的大小对于电化学过程具有重要影响，对于研究和应用电解过程具有重要意义。
电化学练习题练习题及答案
第七章电化学练习题 一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画× 1、设ZnCl 2水溶液的质量摩尔浓度为b ，离子平均活度因子为 ± γ ，则离子平均活度θγαb b B ±=34。（ ） 2、298K 时，相同浓度（均为）的KCl 、CaCl 2和LaCl 3三种电解质水溶液，离子平均活度因子最大的是LaCl 3。（ ） 3、 BaCl 2水溶液，其离子强度I=。（ ） 4、实际电解时，在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。（ ） 5、对于一切强电解质溶液—I Z AZ - +-=± γln 均适用。（ ） 6、电解质溶液与非电解质溶液的重要区别是电解质溶液含有由电解质离解成的正负离子。（ ） 7、电解质溶液可以不偏离理想稀溶液的强电解质溶液。（ ） 8、离子迁移数 t ++t -<1。（ ） 9、离子独立移动定律只适用于无限稀的强电解质溶液。（ ） 10、无限稀薄时，KCl 、HCl 和NaCl 三种溶液在相同温度、相 同浓度、相同单位电场强度下，三种溶液中的Cl －迁移数相同。（ ） 11、在一定的温度和较小的浓度情况下，增大弱电解质溶液的 浓度，则该弱电解质的电导率增加，摩尔电导率减少。（ ）
12、用Λm 对C 作图外推的方法，可以求得HAC 的无限稀释之 摩尔电导。（ ） 13、恒电位法采用三电极体系。（ ） 14、对于电池()()()() s Ag b AgNO b NO Ag s Ag 2313，b 较小的一端为 负极。（ ） 15、一个化学反应进行时，10220--=?mol KJ G m r ..，如将该化 学反应安排在电池中进行，则需要环境对系统做功。（ ） 16、原电池在恒温、恒压可逆的条件下放电时，0=?G 。（ ） 17、有能斯特公式算得电池的E 为负值，表示此电池反应的方向是朝正向进行的。（ ） 18、电池() () ()() s Ag s AgCl kg mol Cl Zn s Zn 0 1002012.,..,=±-γ其反应为 ()()()()0 100202212.,..,=+→+±-γkg mol ZnCl s Ag s Zn s AgCl ， 所以其电动势的计算公式为 ()010020222 ..ln ln ?- =-=F RT E F RT E E ZnCl θθα。（ ） 19、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。（ ） 20、电池反应的E 与指定电池反应计量方程式的书写无关，而 电池反应的热力学函数m r G ?等则与指定电池反应计量方程式的书写有关。（ ） 21、锌、银两金属片同时插入HCl 水溶液中，所构成的电池是可逆电池。（ ） 22、电解池中阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。（ ）
物理化学-实验十三：离子迁移数的测定
实验十三离子迁移数的测定 一、实验目的 1．掌握希托夫法和界面移动法测定离子迁移数的原理和方法； 2．掌握库仑计的使用； 3．测定AgNO3水溶液中Ag＋离子和盐酸溶液中氢离子的迁移数。 二、实验原理 当电流通过含有电解质的电解池时，经过导线的电流是由电子传递，而溶液中的电流则由离子传递。如溶液中无带电离子，该电路就无法导通电流。 已知溶液中的电流是借助阴、阳离子的移动而通过溶液。由于离子本身的大小、溶液对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，使阴、阳离子各自的移动速率不同，从而各自所携带的电荷量也不相同。由某一种离子所迁移的电荷量与通过溶液的总电荷量(Q)之比称为该离子的迁移数。而 Q = q _ + q + 上式中q _和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： t _ = q _ /Q ，t + = q _ /Q(1) 显然t _ + t + = 1 (2) 当电解质溶液中含有数种不同的阴、阳离子时，t _和t + 分别为所有阴、阳离子迁移数的总和。 测定离子迁移数的方法有希托夫法(Hittorf Method)、界面移动法(Moving Boundary Method)和电动势法(Electromotive Force Method)。本实验采用希托夫法和界面移动法测定离子的迁移数。 I．希托夫法(Hittorf Method) 测定离子迁移数 一．希托夫法基本原理 希托夫法测定迁移数的原理是根据电解前后，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 图1 离子的电迁移示意图
离子迁移数的测定讲义
离子迁移数的测定——希托夫法 一、实验目的、要求 1、掌握希托夫法测定离子迁移数的原理及方法 2、明确迁移数的概念 3、了解电量计的使用原理及方法 二、实验原理 在阴极和阳极分别发生如下反应： 阳极Cu→Cu2++2e 阴极Cu2++2e→Cu 此时溶液中Cu2+离子向阴极方向迁移，SO42-离子向阳极方向迁移，电极反应与离子迁移引起的总结果是阴极区的CuSO4浓度减少。可由通电前后Cu2+摩尔数的变化求出迁移的电子数。同时阴极的Cu电极重量增加，且增加的摩尔数*2即为通过的电子数n电。 阴极区Cu2+的摩尔数n 后= n 前 + n 迁 – n 电 ，则t Cu2+= n迁/n电 三、使用仪器、材料 迁移管，铂电极，精密稳定电源，库仑计，分析天平，碱式滴定管，三角瓶，移液管，烧杯，容量瓶，Na2S2O3标准溶液，KI，H2SO4，淀粉指示剂 四、实验步骤 1、配制0.05M CuSO4溶液250 mL，洗净所有容器，用0.05 mol·L-1CuSO4溶液荡洗3次，然后在迁移管中装入该溶液，迁移管中不应有气泡 2、铜电极放在1 mol·L-1 HNO3溶液中稍微洗涤下，以除去表面的氧化层，用蒸馏水洗涤后，将作为阳极的两片铜电极放入盛有铜液的库仑计，将铜阳极用无水乙醇淋洗3次，用热空气将其吹干，在天平上称重得M，放入库仑计 3、接通电源，电流在10 mA左右 4、通电90分钟，关闭电源，取出库仑计中的铜阴极，用蒸馏水冲洗后，用无水乙醇淋洗，再用热空气将其吹干，然后称重得M2 5、通电时取剩余的原始CuSO4溶液50g，用Na2S2O3溶液进行滴定，计算出每克水中所含的CuSO4质量。 6、通电结束后，取出阴极区溶液称重，滴定，计算阴极区通电前后所含CuSO4克数。 7、计算Cu2+，SO42-的迁移数t Cu2+，t SO42- 附：滴定方法：待测硫酸铜溶液加入10% KI溶液10 ml，1 mol·L-1醋酸溶液10 ml，用Na2S2O3标准溶液滴定至浅土黄色，加入2 ml淀粉指示剂，继续滴定至浅米色中带蓝色。最后加入10 ml 10%KSCN溶液，溶液蓝色加深，再继续用Na2S2O3标准溶液滴定到蓝色刚好消失即为终点。 1
铜离子迁移数
铜离子迁移数 铜离子迁移数是指在电解质溶液中，单位时间内铜离子通过电流的作用从一个电极迁移到另一个电极的数量。迁移数是描述电解质溶液中离子迁移的重要参数，它与电解质的浓度、电流强度、电场强度等因素有关。 在电解质溶液中，铜离子的迁移是由电场力和扩散力共同驱动的。电场力是由外加电压产生的，它使得铜离子向着电场的方向移动。扩散力是由离子的热运动引起的，它使得铜离子在溶液中随机运动。这两种力共同作用下，铜离子向着电场方向迁移，从而完成电流的传导。 铜离子的迁移数可以用迁移电流来计算。迁移电流是指通过单位面积的电解质溶液时，单位时间内通过的电荷量。迁移电流与迁移数的关系可以通过法拉第定律来描述。法拉第定律表明，在恒定电场下，迁移电流与离子迁移数成正比。 迁移数的大小取决于溶液中的离子浓度和电场强度。当溶液中铜离子浓度较低时，迁移数通常较小。这是因为铜离子的数量有限，迁移到另一个电极的数量也相应较少。当电场强度较弱时，迁移数也会较小，因为电场力对铜离子的驱动作用减弱。 迁移数还与电解质的性质有关。有些电解质在溶液中会发生电离，产生正负电荷的离子，而有些电解质则不会发生电离。对于发生电
离的电解质，其迁移数通常为1，因为所有的离子都会迁移到另一个电极。而对于不发生电离的电解质，其迁移数则会小于1，因为只有部分分子会参与迁移。 迁移数的大小对于电化学过程具有重要影响。在电解过程中，迁移数决定了离子在电解质溶液中的迁移速率，从而影响了电流的传导性能。迁移数的大小还与电解质的选择和电解过程的效率有关。因此，在电化学研究和应用中，对于铜离子等离子体的迁移数进行准确的测量和控制具有重要意义。 总结起来，铜离子的迁移数是描述铜离子在电解质溶液中迁移的重要参数。迁移数与离子浓度、电场强度等因素有关，可以通过迁移电流来计算。迁移数的大小对于电化学过程具有重要影响，对于研究和应用电解过程具有重要意义。
“物化实验： 原电池电动势的测定和离子迁移数的测定”答案
物化实验十 原电池电动势的测定 一、填空题：在下列空格中填入正确答案 1. 有一电池的表达式为Zn(s )︱ZnSO 4(m 1)‖CuSO 4(m 2)︱Cu(s)，正极的反应为Cu 2+ + 2e → Cu ，负极的反应为 Zn → Zn 2+ + 2e ，电池的 总反应为 Zn + Cu 2+ = Zn 2+ + Cu 。 2. 用 稀硫酸 浸洗的锌电极以除去表面上的氧化层，取出后用水洗涤，再用蒸馏水淋洗，然后浸入饱和 硝酸亚汞 中，取出后用 吸水纸（或滤纸） 擦拭电极，使锌电极表面上有一层均匀锌汞齐。 3. 实验中由于使用标准氢电极不方便，常采用第二级的标准电极，又称为参比电极，本实验所用参比电极是 （饱和）甘汞电极 。 二、选择题：下列每题只有一个正确答案，从A 、B 、C 、 D 选项中选出一个填入括号“（ ）”中 1. 在某电池的表达式为Zn(s )︱ZnSO 4(m 1)‖CuSO 4(m 2)︱Cu(s)中，符号“‖”的意思是（ B ） A. 甘汞电极 B. 盐桥 C. 玻璃杯 D. 玻璃棒 2. 指出在处理铜电极表面的氧化层时，应使用的清洗液是（ A ） A. 稀硝酸 B. 稀硫酸 C. 稀盐酸 D. 浓硝酸 3. 指出影响电极电势大小的因素是（ D ） A. 电极的种类 B. 溶液的浓度 C. 环境温度 D. 以上三种 三、判断题：判断下列说法是否正确，在正确的题后（ ） 内打√；在错误的题后打×（每小题1分，共10分） 1. 由于所制作的锌汞齐电极表面有Hg ，所以在Zn(s )︱ZnSO 4(m 1)‖CuSO 4(m 1)︱Cu(s)中，铜为负极，汞为正极。 （× ） 2. 制作锌汞齐电极时，擦拭表面的硝酸亚汞之后的吸水纸，要放在盛有足够水的指定的有盖的广口瓶中。 （√ ） 3. 通过本实验，由于甘汞电极的电极电势是已知的，通过测量电池的电动势，我们同样也得到未知电极的绝对电极电势。 （× ） 四、简答题（择其要点,简要回答）
希托夫法测定离子迁移数
希托夫法测定离子迁移数 一、目的要求 1.掌握希托夫法测定离子迁移数的原理和LQY离子迁移数测定装置的使用方法，特别是铜库仑电量计的使用方法； 2.明确迁移数的概念； 3.了解电量计的使用原理和方法。 二、实验原理 电解质溶液的导电，是由于离子在电场作用下运动的结果，在电解质中，当有电流通过时，正、负离子均参与导电，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移，由于阴、阳离子在溶液中的迁移速度不同，所以搬运电荷的量也不相同，但通过电解质溶液的总电量为两者迁移电量之和，现设定阴、阳离子搬运电量分别为Q-和Q+则总电量为： Q总= Q- + Q+ 在物理化学中，对于电解质溶液的导电机理的研究，用离子迁移数更为直观，通常将一种离子迁移的电量与通过电解质溶液的总电量之比称为该种离子的迁移数，并以符号t表示阳离子迁移数：t+ = Q+/ Q总，Q+=z+n+迁移F 阴离子迁移数：t- = Q-/ Q总，Q-= z-n-迁移F 并且t+ + t- = 1 （其中，z+，z-为正负离子所带电荷数，F为法拉第常数）测定迁移数的方法有两种，一种是界面移动法，一种为电解法（即希托夫法）。本实验采用希托夫法测定CuSO4溶液中Cu2+的迁移数。希托夫法测定离子迁移数的示意图如图1所示。 图1 希托夫法测定离子迁移数的示意图 将已知浓度的CuSO4溶液装入迁移管中(注：迁移管中所用电极为铜电极)，若有Q库仑电
量通过体系，在阴极和阳极上分别发生如下反应： 阳极： -++→e Cu Cu 221 21 （1） 阴极：Cu e Cu 2 1212→+- + （2） 此时，溶液中Cu 2+向阴极方向迁移，阴极上析出Cu ，这时电解后阴极区Cu 2+的物质的量n 电解后Cu2+计算如下： n 电解后Cu 2+=n 原始Cu 2+ + n 迁移Cu 2+ -n 析出Cu 则，n 迁移Cu2+= n 电解后Cu2+- n 原始Cu2++ n 析出Cu 另外，SO 42-离子向阳极方向迁移，阳极附近产生Cu 2+，这时电解后阴极处SO 42-的物质的量n 电解后SO 42-计算如下： n 电解后SO 42-= n 原始SO 42- + n 迁移SO 42- （3） 则，n 迁移SO 42-= n 电解后SO 42-- n 原始SO 42- （4） 电极反应与离子迁移引起的总结果是阴极区CuSO 4浓度减小，阳极区的CuSO 4浓度增大，且增加与减小的摩尔数相等。由于流过小室中每一截面的电量相同，因此离开与进入假想中间区Cu +数相同，SO 42-数也相同，所以中间区的浓度在通电过程中保持不变。以阳极区CuSO 4浓度变化为对象，结合上述可得计算离子迁移数的公式如下： 总 原始电解后总 迁移）（Q F 2-Q F 224 24 24 24 ????----= = SO SO SO n n n SO t （5） -24 SO t =1-+2u C t （6） 式中，F 为法拉第常数；Q 总为总电量，“2”表示SO 42-所带电荷为2。Q 总由铜库仑电量计测定。铜库仑电量计中也是一个CuSO 4的电解槽（是一种特殊的电解槽，其电流效率为100%），它和迁移管中CuSO 4的电解池串联，其电路连接如图2所示。
希托夫法测定离子迁移数
希托夫法测定离子迁移数 1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CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数。 2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。假设正负离子传递电量分别为q+和q－，通过溶液的总电量为Q, 那么正负离子的迁移数分别为： t+=q+/Q t-＝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那么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异较小；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CuSO4溶液中Cu2+和SO42-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，读取阳极区〔或阴极区〕溶液的体积，可计算出通电后迁移出阳极区〔或阴极区〕的Cu2+和SO42-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CuSO4溶液。通电时，溶液中的Cu2+在阴极上发生复原析出Cu，而在阳极上金属铜溶解生成Cu2+。
对于阳极，通电时一方面阳极区有Cu2+迁移出，另一方面电极上Cu溶解生成Cu2+，因而有 式中表示迁移出阳极区或迁入阴极区的Cu2+的量，m m 表示通电前阳极区或阴极区所含Cu2+的量，表示通电后阳极区所含Cu2+的量，表示通电后阴极区所含Cu2+的量。表示通电时阳极上Cu溶解〔转变为Cu2+〕的量，也等于铜电量计阴极上Cu2+析出Cu的量，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，p p 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，局部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。
物理化学第五版课后习题答案
第七章 电化学 7－1．用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ？ (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )? 解：(1) m Cu ＝ 201560635462.F ⨯⨯⨯＝5.527 g n Cu ＝201560 2F ⨯⨯＝0.09328 mol (2) 2 Cl n ＝ 201560 2F ⨯⨯＝0.09328 mol 2Cl V ＝ 00932830015 100 .R .⨯⨯＝ 2.328 dm 3 7－2．用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液，已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) 2 1.66×10－2g 。通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的 银沉积。阳极区溶液质量为62.50g ，其中含有Pb (NO 3) 21.151g ，计算Pb 2+的迁移数。 解： M [Pb (NO 3) 2]＝331.2098 考虑Pb 2+：n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝3.0748×10－3－3.4751×10－3＋7.6853×10－4 ＝3.6823×10－4 mol t ＋(Pb 2+ )＝4 4 36823107685310 ..--⨯⨯＝0.4791 考虑3NO -： n 迁＝n 后－n 前 ＝1151 3312098 ..－262501151166103312098(..)..--⨯⨯＝4.0030×10－3 mol t －(3 NO -)＝4 4 40030107658310..--⨯⨯＝0.5209
铜 迁移率
铜迁移率 引言 铜是一种重要的金属材料，具有良好的导电性和导热性，广泛应用于电子、建筑、汽车等领域。然而，铜在环境中的迁移行为对人类健康和生态系统造成潜在风险。因此，了解铜的迁移率以及影响因素对于环境保护和资源管理至关重要。 铜的迁移率定义 铜的迁移率是指铜在不同介质（如土壤、水体、大气等）中迁移的速率和程度。铜的迁移率可以通过测量铜的溶解浓度或吸附量来评估。一般来说，迁移率越高，铜在环境中的迁移和转化就越快，对环境的影响也就越大。 影响铜迁移率的因素 铜的迁移率受多种因素的影响，下面将详细介绍其中几个重要的因素。 pH值 pH值是指溶液的酸碱性程度。铜在不同pH值条件下的迁移行为不同。一般来说，当pH值较低（酸性条件）时，铜的迁移率较高，因为酸性条件下铜会溶解为Cu2+离子，易于迁移。而当pH值较高（碱性条件）时，铜的迁移率较低，因为碱性条件下铜会与其他物质形成沉淀或吸附在固体表面。 土壤类型 土壤的类型对铜的迁移率有很大影响。不同类型的土壤具有不同的吸附能力和通透性。一般来说，粘土壤和有机质含量较高的土壤具有较高的铜吸附能力，能够有效地固定铜离子，降低铜的迁移率。而砂土和砾石等排水性较好的土壤则会增加铜的迁移率。 溶解态和络合态 铜在环境中存在不同的形态，包括溶解态和络合态。溶解态的铜离子容易迁移，而络合态的铜离子则较难迁移。一些有机物质（如腐殖酸等）能够与铜形成络合物，降低铜的迁移率。因此，环境中的有机物质含量和类型对铜的迁移率起着重要的影响。 氧化还原条件 氧化还原条件指的是环境中氧气和还原剂的存在情况。氧气能够促进铜的氧化，使其从固体相转化为溶解相，增加铜的迁移率。而还原剂能够还原溶解态的铜离子，
离子迁移数的测定步骤20131122
离子迁移数的测定步骤 1 配制0.05mol/L硫酸铜溶液250ml。 2. 洗净所有容器。用配好的0.05mol/L的硫酸铜溶液洗涤希托夫迁移管（3次），然后在迁移管中装入该溶液（不能有气泡），注意控制好液面在合适位置（液面不要太高，但是需保证阴极区、中间区和阳 极区溶液连通）。 3. 将库仑计中的三个铜电极（3片,）和迁移管中的两个铜电极放在1mol/L 的硝酸溶液中洗涤一下（快速），以除去表面的氧化层，然后用蒸馏水冲洗。 4. 将迁移管中的两个铜电极放入装置中。 5. 将库仑计中处理过的铜阴极用无水乙醇淋洗一下，放入40°C烘箱 内烘干，在天平上准确称重得m i。 6. 将作为阳极的两个铜电极和准确称重后的铜阴极一同放入盛有镀铜液的库仑计中（镀铜液组成：100 ml水中含15gCuSO4.5H20, 5ml 浓H2SO4, 5ml无水乙醇）。 7. 连接测量线路（注意：通电前及关电前电流粗调、电流细调旋钮" 必须调至最小处），接通电源，通过调节使电流稳定在10mA左右，观察记录下端电压的值，实验过程中每隔15分钟记录一次。 8通电90分钟，关闭电源（粗细调旋钮调到最小），取出库仑计中的铜阴极，用无水乙醇淋洗，再放入40°烘箱内烘干，在天平上准确称重得m2。 9. 分别将迁移管的阴、阳极区及中间区的CuSO4溶液全部取出，分别放入已知质量的锥形瓶称重。用移液管移取25mL,准确称重，然后分别加入10%KI溶液10ml、1mol/L醋酸溶液10ml，用标准硫代硫酸钠溶液
滴定，溶液至淡黄色，加入1ml淀粉指示剂，再滴至紫色消失。每个区 平行测定2次。 10. 在通电期间，可对通电前的硫酸铜溶液滴定分析。 分析方法同9
界面法测定离子迁移数
实验报告 课程名称： 大化P 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 界面移动法测定离子迁移数 实验类型： 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、实验材料与试剂（必填） 四、实验器材与仪器（必填） 五、操作方法和实验步骤（必填） 六、实验数据记录和处理 七、实验结果与分析（必填） 八、讨论、心得 一、实验目的和要求 1．掌握界面移动法测定离子迁移数的原理和方法； 2．掌握图解积分测定电荷的方法。 二、实验内容和原理 当电流通过电解质溶液时，溶液中承担导电任务的阴、阳离子分别向阳、阴两极移动。阴、阳离子迁移的电量总和恰好等于通入溶液的总电量，即： 但由于各种离子的迁移速率不同，各自所迁移的电量也必然不同，将某种离子传递的电量与总电量之比，称为离子迁移数，则阴、阳离子的迁移数分别为： ，并且 t + + t - = 1 若溶液中含有数种阴、阳离子，则t+、t-各为所有阴、阳离子的迁移数之和。一般讲来，某种离子浓度增加，其相应的离子迁移数也有所增加，但也不尽然，由于离子之间的引力场影响的大小随离子的种类不同，所以离子迁移数的改变可能由正负之别，还要视离子的种类及周围环境而定，另外，迁移数也要受温度影响，一般温度升高，t+和t-的差别减小。 测定迁移数的方法有两种，一种是界面移动法，一种为电解法（即希托夫法）。本实验采用界面移动法测定盐酸中H+的迁移数，迁移管中离子迁移示意图见图1，装置如图2所示。 图1 迁移管中的电位梯度 图2 界面法测离子迁移数装置 界面移动法测离子迁移数有两种，一种是用两个指示离子，造成两个界面；另一种是用一种指示离子，只有一个界面。本实验是用后一方法，以镉离子作为指示离子，测某浓度的盐酸溶液中氢离子的迁移数。 专业： 农业资源与环境 姓名： 韩臣才 学号： 3090100057 日期： 地点： 装 订 线
物理化学电化学思考题
电化学思考题（请判别对错,并简单说明原因） 1.通常把溶解在水或其它溶剂中具有电离性质的物质称为电解质(-) 2.离子导体的电阻随温度的升高而增大(-) 3.凡是离子都带有电荷,因此它在溶液中的移动现象称为离子的电迁移现象.(-) 4.在电迁移过程中,溶液中正、负离子传递的电量恰等于流过电极的电量.(-) 5.离子淌度或离子电迁移率即为离子的运动速率(-) 6.使用法拉第定律需注意温度和压力的条件(-) 7.若在通电的电解质溶液中正、负离子的移动速率不同,电荷不同,则他们分担导电任务的百分数也不相同(+) 8.因为溶液是电中性的,溶液中正负离子所带的电量相等,所以正负离子的迁移数也相等.(-) 9.离子的迁移数与离子迁移的速率成正比,当温度、浓度及某正离子的运动速率为一定时,其迁移数也一定.(-) 10.离子的迁移数是指该离子分担导电任务的分数,同一种离子在不同电解质中的 迁移数总是相同(-) 11.溶液中所有正负离子的迁移数之和必定是1.(+) 12.在温度、电位梯度相同的情况下，无限稀释的氯化钾、氯化氢、氯化钠三种 溶液中，氯离子的运动速率相同，但氯离子的迁移数不同(+) 13.对只含有单一电解质所电离的正负离子溶液,离子的淌度越大,其迁移数也越 大;但在混合电解质溶液中,离子淌度大的其迁移数不一定也大.(+) 14.一定温度下的稀溶液，电解质摩尔电导率随溶液浓度减少而减少。(-) 15.对于强电解质水溶液，其电导率随浓度的增加而增加。(-)
16.在水溶液中，带有相同电荷数的离子，其离子半径越大，则其迁移率和离子 的摩尔电导率越小。(-) 17.离子的摩尔电导率与其价数有关,价数越高,离子的摩尔电导率越小,反之亦 然.(-) 18.离子独立运动定律是指溶液中每一种离子是独立移动的,不受其他离子的影 响.(-) 19.浓度极稀的强电解质溶液的摩尔电导率与其浓度的平方根成直线关系。(+) 20.在恒温、恒压、可逆的放电过程中，电池所吸收的热量等于T△S。(+) 21.电池的电动势随电池反应的计量系数不同而变化.(-) 22..已知电池AgIAg+ II Zn2+IZn 的фZn2+/Zn = -0.761伏; фAg2+/Ag = 0.799 伏;能产生的标准电动势为1.560伏.(-) 23.当电池的标准电动势大于零时,表示电池反应能自发进行.(-) 24.某电池在可逆情况下放电,当(ЗE/ЗT)p>0时,电池放热.(-) 25.恒温、恒压下, △G>0的反应不能进行.(-) 26.等温、等压的实际放电过程中,电池热效应Qp =△rHm(-) 27.常用的甘汞电极有三种，即饱和甘汞电极、摩尔甘汞电极和0.1mol甘汞电极， 因三者浓度不同，所以他们的标准电极电位不相等。(-) 28.电池在不可逆放电时端电压小于可逆电池电动势，在有电流通过电解池时，外加电压必大于可逆电池电动势。(+) 29.电极电势是指待测电极和标准氢电极构成电池的电动势，是一相对值。(+) 30. 能斯特（Nernst）方程表达了可逆电池的电动势与温度及有关物质的浓度或活度的关系(+)
离子的迁移数
希托夫法测定离子的迁移数 一、实验目的 掌握希托夫法测定电解质溶液中离子迁移数的基本原理和操作方法。测定4CuSO 溶液中+2Cu 和- 24SO 的迁移数。 二、实验原理 当电流通过电解质溶液时，在两电极上发生氧化、还原反应，反应物质的量与通过电量的关系服从法拉第定律。同时，在溶液中的正、负离子分别向阴、阳两极迁移，由于正、负离子的移动速度不同，所带电荷不等，因此它们在迁移电量时所分担的份额也不同。电解的结果是两极区的溶液浓度发生了变化。 为了表示电解质溶液中离子的特征，以及它们对溶液导电能力贡献的大小，引入离子迁移数的概念。 通 电 前 通 电 放 电 后 图21.1 离子电迁移示意图 在两个惰性电极之间设想两个假想截面AA 、BB ，将电解池分成阳极中间区和阴极区（图21.1）。假定电解质MA 溶液中仅含有一价正、负离子+ M 和- A ，且负离子的运动速度是正离子运动速度的三倍，即+-=v v 3。电极通电、放电后的结果是： 阴极区：只剩下2个离子对，这是由于从阴极区移出三个负离子所致；
阳极区：只剩下4个离子对，这是由于从阳极区移出一个正离子所致。 通过溶液的总电量Q 为正、负离子迁移电量的总和，即4个电子电量，因此可以得到如下关系： ) () (-+-+= =Q Q v v 负离子迁移的电荷量正离子迁移的电荷量阴极区减少的电解质阳极区减少的电解质 定义离子的迁移数为： 正离子迁移数 Q Q t ++= ，负离子迁移数 Q Q t --=，其中Q 总电量 1=+= +∴ -+-+Q Q Q Q t t 离子迁移数可以用希托夫法进行测定，其实验原理如图2所示，包括一个阴极管、一个阳极管和一个中间管，外电路中串联有库仑电量计（本实验中采用铜电量计），可测定通过电流的总电量。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。根据公式式可计算出+t 和-t 。 以4CuSO 溶液为例，在迁移管中，两电极均为铜电极，其中放入4CuSO 溶液。 通电时，溶液中的+2Cu 在阴极上发生还原，而在阳极上金属铜溶解生成+2Cu 。 通电时，一方面阳极区有+2Cu 迁出，另一方面电极上Cu 溶解生成+2Cu 进入阳极区，因而有： 迁移反应电解前电解后n n n n -+= 整理得到： 电解后反应电解前迁移n n n n -+= 式中：迁移n 表示迁移出阳极区的+ 2Cu 量；电解前n 表示通电前阳极区所含+ 2Cu 的量；电解后 n 表示通电后阳极区所含+ 2Cu 的量；反应n 表示通电时阳极上Cu 溶解（转变为+ 2Cu ）的量， 也等于铜电量计阴极上析出铜的量。
希托夫法测定离子迁移数
希托夫法测定离子迁移数 平均室温：℃平均气压：Kpa 同组人：日期：2013/3/15 一、实验目的 1.掌握希托夫法测定电解质溶液中离子迁移数的基本原理和操作方法. 2. 测定CuSO 4溶液中Cu2+和SO 4 2-的迁移数. 二、实验原理 当电解质溶液通过电流时,在两电极上发生氧化和还原反应.反应物质的量与通过电量的关系服从法拉第定律.同时,在溶液中的正、负离子分别向阴、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.当通过电量为Q法拉第时,有： Q=Q++Q— 其中Q+是正离子所迁移的电量,Q—是负离子所迁移的电量. Q值可由电量计阴极上沉积出物质的量求出.根据迁移数的定义某离子的迁移数就是该离子搬运的电量与通过的总电量之比,可得： 正离子迁移数t+=Q+ /Q =阳极区减少的量/〔2×铜电量计阴极上沉积铜的量〕 负离子迁移数t -=Q — /Q =阴极区减少的量/〔2×铜电量计阴极上沉积铜的量〕 在溶液中间区浓度不变的条件下,分析通电前原溶液与通电后阳极区〔或阴极区〕溶液的浓度,比较等重量溶剂所含电解质的量,可计算出通电前后迁移出阳极区〔或阴极区〕的电解质的量. 在迁移管中,两电极均为Cu电极.其中放Cu SO4 溶液.通电时,溶液中的Cu2+ 在阴极上发生还原,而在阳极上金属银溶解生成Cu2+ .因此,通电时一方面阳极区有Cu2+ 迁移出,另一方面电极上Cu溶解生成Cu2+ ,因而有： n迁=n原+n电—n后 t Cu2+ =
离子迁移数的测量
离子迁移数的测量 1、电解重量分析法 将三个表面经抛光的固体电解质片串接在两电极之间，通直流电电解，经一定时间后，根据法拉第定律计算并分析各个电解质片的重量，可确定离子迁移数和电子迁移数。通电后导电离子迁移，会改变电解质片的重量，如果重量的变化量与根据法拉第定律计算的数量相等，则离子迁移数为1；如果重量差小于法拉第定律的计算量，则离子迁移数小于1。离子迁移数为： t i = W/QM 也可用此法鉴别导电离子种类：将两片电解质片固定在两金属电极之间；金属电极的成分是电解质的一个组分。若是阴离子导体；通电后，阴离子向阳极迁移，与阳极金属离子化合，使靠近阳极的电解质片增重，靠近阴极的电解质片减轻；若是阳离子导体，则阳离子迁移到阴极，使阴极增重，阳极则被电解减轻。不仅可判断导电离子种类，还可计算出离子迁移数。 2、电池电动势测量法 当固体电解质置于两个已知的参考电极之间，形成一可逆电池。此时，两电极间产生一固定的符合热力学的电动势E。若存在电子导电时，产生的电动势被电子导电产生的短路电流所减低。实际测量的电动势为E＇将低于电池热力学理论电动势E。
L为电解质的厚度，L/σI为电解质的离子阻抗，L/σe为电解质的电子阻抗, E＇= E - I i L/σI = I e L/σe 因为测量的是开路电压，所以有I i=I e,可得: I=Eσiσe/L(σe+σI) 消去I e 和I i E＇=Eσi /(σe +σI)＝Et i t i = E'/E E是电解质电池的理论热力学电动势，可由电池反应的自由焓变化∆G︒计算： E＝－∆G︒/nF。（n为导电离子的电荷数）电解质存在电子导电时测量到的电动势E＇低于热力学电动势E。 由已知的热力学数据，和测量的电动势可从上式计算出电解质的离子迁移数t i和电子迁移数t e。（t e=I-t i） 电池电动势法测量离子迁移数，快速，简单，精确度较高。被广泛应用。 3、直流极化（Wagner极化）法测量 测量固体电解质低电子电导时，最好用Wagner极化电池法。 在固体电解质e的两边分别构成可逆电极r和阻塞电极b，形成测量电池。 在电池两端加一电压E（应低于电解质的分解电压），当导电离子扩散到阻塞电极b界面时，受到阻塞；初始阶段导电离子在电场作用下流动较快（电流较大）；但是由于阻塞电极的作用，离子流逐渐下降，当电位梯度产生的离子流和因浓度梯度引起的化学扩散离子流相等时，离
南京大学物化实验系列离子迁移数的测定
离子迁移数的测定 1 实验目的及要求 1.1 了解迁移数的意义，并用希托夫(Hittorf)法测定Cu 2+和SO 42-的迁移数，从而了解希托夫法测定迁移数的原理和方法。 2 实验原理 电解质溶液依靠离子的定向迁移而导电。为了使电流能流过电解质溶液，需将两个导作 为电极浸入溶液，使电极与溶液直接接触。当电流流过溶液时，正负离子分别向两极移动，同时在电极上有氧化还原反应发生。根据法拉第定律在电极上发生物质量的变化多少与通入电量成正比。而整个导电任务是由正、负离子共同承担。通过溶液的电量等于正、负离子迁移电量之和。如果正、负离子迁移速率不同所带电荷不等，它们迁移电量时，所分担的百分数也不同。把离子B 所运载的电流与总电流之比称为离子B 的迁移数。用符号t B 表示，其定义式为： t B 是无量纲的量。根据迁移数的定义，则正、负离子迁移数分别为 I t I I t I γγγγγγ++ ++--- -+- == += = + 式中γ+、γ-为正负离于的运动速率。 由于正、负离子处于同样的电位梯度中
v t v v v t v v +++---+- =+= + 式中v +，v -为单位电位梯度时离子的运动速率，称为离子淌度。 t r v t r v +++ --- == 1t t +-+= 希托夫法是根据电解前后，两电极区电解质数量的变化来求算离子的迁移数。 如果我们用分析的方法求知电极附近电解质溶液浓度的变化，再用电量计求得电解过程 中所通过的总电量，就可以从物料平衡来计算出离子迁移数。以铜为电极，电解稀硫酸铜溶液为例，在电解后，阴极附近Cu 2+的浓度变化是由两种原因引起的：Cu 2+的迁入；Cu 2+在阴 极上发生还原反应。 211 ()22 Cu e Cu s ++→。 Cu 2+的物质量的变化为：(阴极区) n n n n =+-后迁前电 式中n 前为电解前阴极区存在的Cu 2+的物质量； n 后为电解后阴极区存在的Cu 2+的物质量； n 电为电解过程阴极还原生成的Cu 的物质量； n 迁为电解过程中Cu 2+迁入阴极区的物质量。 Cu 2+的物质量即硫酸铜的摩尔质量＝159．6g ／mol 因此 n n n n =-+迁后前电 2Cu n t n += 迁 电 224 1SO Cu t t -+=- 3 仪器与药品 直形迁移管1支，铜电量计1套，精密稳流电源l 台，毫安培计1只，锥形瓶4只，碱式滴定管1支。 硫酸铜电解液；0.05mol/L 硫酸铜溶液；0.0500mol/L 硫代硫酸钠溶液；10％碘化钾溶液 1mol/L 醋酸溶液；乙醇(A.R.)；淀粉指示剂。
苏州大学物理化学真题
电解质溶液测试题（一）参考答案 1．下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大：参考答案: B (A) 0.1M KCl水溶液；(B)0.001M HCl水溶液； (C) 0.001M KOH水溶液；(D) 0.001M KCl水溶液。 2. 离子电迁移率的单位可以表示成： ( ) 参考答案: C (A) m·s-1(B) m·s-1·Ｖ-1 (C) m2·s-1·Ｖ-1(D) s-1 3．在一定温度和较小的浓度情况下，增大强电解质溶液的浓度，则溶液的电导率κ与 摩尔电导Λm变化为：参考答案: B (A) κ增大，Λm增大；(B) κ增大，Λm减少； (C) κ减少，Λm增大；(D) κ减少，Λm减少。 4．水溶液中氢和氢氧根离子的电淌度特别大，究其原因，下述分析哪个对？ ( )参考答案: B (A) 发生电子传导(B) 发生质子传导 (C) 离子荷质比大(D)离子水化半径小 5．分别将CuSO4、H2SO4、HCl、NaCl从0.1mol·dm-3 降低到0.01mol·dm-3，则Λm变化 最大的是：参考答案: A (A) C uSO4 ；(B) H2SO4 ；(C) NaCl ；(D) HCl 。 6．电解质溶液中离子迁移数 (ti) 与离子淌度 (Ui) 成正比。当温度与溶液浓度一定时，离子淌度是一定的，则 25℃时，0.1 mol·dm-3NaOH 中 Na+的迁移数 t1 与 0.1mol·dm-3NaCl 溶液中 Na+的迁移数 t2，两者之间的关系为： 参考答案: C (A) 相等(B) t1> t2
(C) t1< t2 (D) 大小无法比较 7．用同一电导池测定浓度为0.01和0.10mol·dm-3的同一电解质溶液的电阻，前者是后 者的10倍，则两种浓度溶液的摩尔电导率之比为：参考答案: A (A) 1∶1 ； (B) 2∶1 ； (C) 5∶1 ； (D) 10∶1 。 8．在 Hittorff 法测迁移数的实验中，用 Ag 电极电解 AgNO3溶液，测出在阳极部AgNO3的浓度增加了 x mol，而串联在电路中的 Ag 库仑计上有 y mol 的 Ag 析出, 则Ag+离子迁移数为： ( ) 参考答案: D (A) x/y (B) y/x (C) (x-y)/x (D) (y-x)/y 9．298 K时，无限稀释的 NH4Cl 水溶液中正离子迁移数 t+= 0.491。已知Λm(NH4Cl) = 0.0150 S·m2·mol-1，则：( ) 参考答案: D (A) λm(Cl-) = 0.00764 S·m2·mol-1 (B) λm(NH4+ ) = 0.00764 S·m2·mol-1 (C) 淌度 U(Cl-) = 737 m2·ｓ-1·V-1 (D) 淌度 U(Cl-) = 7.92×10-8 m2·ｓ-1·V-1 10．用界面移动法测量离子迁移数，应选用下列哪一对电解质溶液：参考答案: B (A) H Cl与CuSO4；(B) HCl与CdCl2； (C) C uCl2与CuSO4；(D) H2SO4与CdCl2。 11．用同一电导池分别测定浓度为 0.01 mol/kg和 0.1 mol/kg的两个电解质溶液，其电阻分别为 1000 W 和 500 W，则它们依次的摩尔电导率之比为： ( ) 参考答案: B (A) 1 : 5 (B) 5 : 1 (C) 10 : 5 (D) 5 : 10 12. CaCl2 摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是： ( ) 参考答案: C (A) Λ∞(CaCl2) = λm(Ca2+) + λm(Cl-) (B)Λ∞(CaCl2) = 1/2 λm(Ca2+) + λm(Cl-)