离子迁移数的测定

实验十离子迁移数的测定

【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CuS04溶液中Cu2+和SO42-的迁移数。

【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 /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，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CuS04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 迁二n 原n< - n 后

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Cu2+的量。n电用表示通电时阳极上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

疋：

（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。

W流电源

I <―电量计

A R

图2-15-2希托夫法测定离子迁移数装置图

【仪器试剂】

迁移管1套；铜电极2只；离子迁移数测定仪1台；铜电量计1台；分析天平1

台；台秤1台；移液管（20mL）3只；

1 1 1 H2SO4（2mol.L-）；硫酸铜溶液（0.05mol。L-）；HCI（4mol.L -）

【实验步骤】

1•水洗干净迁移管，然后用0.05mol/L的CuSO4溶液洗净迁移管，并安装到迁移管固定架上。电极表面有氧化层用细砂纸打磨。

2•将铜电量计中阴极铜片取下，先用细砂纸磨光，除去表面氧化层，用蒸馏水洗净，用乙醇淋洗并吹干，在分析天平上称重，装入电量计中。

3•连接好迁移管，离子迁移数测定仪和铜电量计（注意铜电量计中的阴、阳极切勿接错）。

4•接通电源，按下“稳流”键，调节电流强度为20mA，连续通电90min。

7•停止通电后，迅速取阴、阳极区溶液以及中间区溶液称重，滴定（从迁移管中取溶液时电

极需要稍稍打开，尽量不要搅动溶液，阴极区和阳极区的溶液需要同时放出，防止中间区溶液的浓度改变）。

【注意事项】

1•实验中的铜电极必须是纯度为99。999%的电解铜。

2•实验过程中凡是能引起溶液扩散，搅动等因素必须避免。电极阴、阳极的位置能对调，迁移数管及电极不能有气泡，两极上的电流密度不能太大。

3•本实验中各部分的划分应正确，不能将阳极区与阴极区的溶液错划入中部，这样会引起实验误差。4•本实验由铜库仑计的增重计算电量，因此称量及前处理都很重要，需仔细进行。

［数据处理】

温度：开始：24.3C大气压：101.9kpa

终了;24.2C

平均：24.25C

Ccuso4=0.0521 mol/l Mcu=63.5g/mol Mcuso4=159.5g

由电量计中铜电极质量增加，计算n电

n 电=2( W2-W1)/Mcu=[2(10.3468-0.3436)/63.5]=1.0079l*10A(-3)mol

有阳极区的溶液得n后

V2=25.00(后)*W2 后/W(25 后)=25.00*39.7628/25.1105=35..5878ml

n 后=Ccuso4(后)V2/1000= [0.0594*39.5878/1000]=2.3515*10A(-3)mol

由原硫酸铜溶液得n原

V仁25.00(原)*W2 原/W(25 原)=25.00*39.7142/25.0842=39.5809ml

n 原=Ccuso4(原)*V1/1000=0.0521*39.5809/1000=2.0622*10A(-3)mol

所以n迁=n电+n原一n后=1.0079l*10A(-3)+2.0622*10A(-3)-2.3515*10A(-3)=0.71861*10A(-3)mol t(cu2+) =n 迁/n 电=0.71861*10人(-3)/ 1.00791*10人(-3)=0.71

t(so42-) =1-t(cu2+)= 1- 0.71=0.29

铜片的增量/铜的原子量=n电

5.计算阴极区离子的迁移数，与阳极区的计算结果进行比较，分析。阳极部得到：Q , 0.31 ；t SO：_ 二0.69

阴极部得到：t C沁=0.29 ；t SO2_-0.71

思考题

1 •通过电量计阴极的电流密度为什么不能太大？

2. 通过电前后中部区溶液的浓度改变，须重做实验，为什么？

3. 0。1mol.L-1KCI 和0。1 moLL -1NaCI 中的Cl-迁移数是否相同？4•如以阳极区电解质溶液的浓度计算t (Cu2+),应如何进行?

离子迁移数的测定

实验十五 离子迁移数的测定 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 +/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。 (一) 希托夫法测定离子迁移数 【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。 【实验原理】 希托夫法测定离子迁移数的示意图如图2-15-1所示 ： 将已知浓度的硫酸放入迁移管中，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： 2OH -→e 2O 2 1O H 22++ 阴极： 2H + ＋2e→ H 2 此时溶液中H +离子向阴极方向迁移，SO 2- 4离子向阳极方向迁移。电极反应与离子迁移引 起的总后果是阴极区的H 2SO 4浓度减少，阳极区的H 2SO 4浓度增加，且增加与减小的浓度数值相等，因为流过小室中每一截面的电量都相同，因此离开与进入假想中间区的H+离子数相同，SO 2- 4离子数也相同，所以中间区的浓度在通电过程中保持不变。由此可得计算离子迁移数 的公式如下： ()()-+--=???? ??=???? ??=24 24 SO H 4242SO 1mol SO H 21mol SO H 21t t Q F Q F t 增加的量阳极区减少的量阴极区 式中，F=96500C ·mol -1为法拉第(Farady)常数；Ｑ为总电量。 图2-15-1所示的三个区域是假想分割的，实际装置必须以某种方式给予满足。图2-15-2的实验装置提供了这一可能，它使电极远离中间区，中间区的连接处又很细，能有效地阻止

离子迁移数的测定实验报告

离子迁移数的测定实验报告 实验目的，通过实验测定电解质溶液中离子的迁移数，了解离子在电场中的迁 移规律。 实验仪器，电导率仪、电解槽、直流电源、电极、导线、溶液槽、计时器等。 实验原理，在电解质溶液中，正、负离子在电场力的作用下向相反方向迁移， 形成电流。当电流稳定时，电解质溶液中的离子迁移数可以通过测定电解质溶液的电导率来间接计算。电导率与离子迁移数成正比，因此可以通过测定电导率的变化来确定离子迁移数。 实验步骤： 1. 将电解槽中加入一定浓度的电解质溶液，并将两个电极分别插入溶液中。 2. 将电解槽连接到直流电源上，设置合适的电压。 3. 打开电导率仪，测定电解质溶液的电导率。 4. 记录电导率随时间的变化，直到电导率稳定。 5. 根据实验数据计算离子迁移数。 实验结果，通过实验测定，我们得到了电解质溶液的电导率随时间的变化曲线。根据实验数据计算得到离子迁移数为0.7。 实验分析，离子迁移数是描述电解质溶液中离子在电场中迁移能力的重要参数。离子迁移数的大小与离子的活动能力、溶剂的粘度、温度等因素有关。通过实验测定得到的离子迁移数可以帮助我们了解离子在电场中的迁移规律，对于研究电解质溶液的导电性、化学反应动力学等具有重要意义。 实验总结，本实验通过测定电解质溶液的电导率，间接计算得到了离子迁移数。实验结果表明，在特定条件下，离子迁移数可以通过实验测定得到。通过本实验的

实践操作，我们对离子迁移数的测定方法有了更深入的了解，同时也对离子在电场中的迁移规律有了更清晰的认识。 实验改进，在今后的实验中，可以尝试采用不同浓度的电解质溶液进行实验，比较不同条件下离子迁移数的变化规律。同时，也可以结合其他实验手段，如电动力学法、扩散法等，综合分析离子迁移数的测定结果，以提高实验的准确性和可靠性。 综上所述，离子迁移数的测定实验为我们提供了一个了解离子在电场中迁移规律的重要途径，对于深入探究电解质溶液的性质和行为具有重要意义。通过本实验的实践操作，我们不仅掌握了离子迁移数的测定方法，也对离子在电场中的迁移规律有了更清晰的认识。

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

离子迁移数的测定

离子迁移数的测定——界面移动法 1 引言 实验目的 1) 掌握测定氢离子迁移数的基本原理和方法 2) 采用界面法测定氢离子的迁移数 实验原理 1) 当电流通过电解池的电解质溶液时，两极发生化学变化，溶液中的阳离子和阴离子 发生迁移，迁移数分别为： -t = q -/Q , +t = q +/Q （其中t -=1-t +，q -= Q- q +） 2) 利用界面法测迁移数的实验法有两种，一种用两种指示离子，一种只用一种指示离 子。实验用第二种方法。在充满HCl 溶液的迁移管中通电，可设其下部有一界面，界面上有氢离子，界面下则是其他阳离子，该界面会随氢离子迁移而向上移动。有： q +=VCF （其中 C 为氢离子浓度，F 为法拉第常数，V 为通电时间内界面扫过的体积。） 3) 已知，，可得，有： 所以，在CdCl 2溶液中电位梯度是较大的，因此若H + 因扩散作用落入CdCl 2溶液层。 它就不仅比Cd2+迁移得快，而且比界面上的H + 也要快，能赶回到HCl 层。同样若任 何Cd 2+进入低电位梯度的HCl 溶液，它就要减速，一直到它们重又落后于H + 为止，这样界面在通电过程中保持清晰。 2 实验操作 2.1 实验药品： HCl 溶液 (0.09638mol·L -1 ) 甲基橙指示剂 仪器型号：DYY-Ⅲ型稳压稳流电泳仪（北京六一仪器厂）1个 ，SL-1恒温槽1 个，迁移管1套 ，DMM DT9204万用表1个 ，PC396秒表1个 2.2 实验条件：室温：17.0℃ 恒温槽温度：24.9~25.1℃（平均维持25.0℃）一 个大气压 2.3 实验操作步骤： 1) 恒压测定 i. 按图一连接装置。 将恒温水浴调至25.0℃，连接电路完毕后将电源调至恒压状态，使电流维持在6-7mA 。将迁移管中注满已滴加适量甲基橙溶液的约1.0mol/L 的盐酸溶液，将镉电极套管加满盐酸溶液，安装在迁移管下部，将银电极放在其上部。 ii. 当界面到达0刻度线之时开始计时，每隔1分钟记录一次电流，界面每移过0.1mL 记录一次电流，直至界面移过0.5mL 之后停止通电。 iii. 关闭电源，过几分钟观察；再开启电源，过几分钟观察。 2) 恒流测定 用装有甲基橙指示剂的盐酸溶液润洗迁移数测定仪几次，在仪器中装满HCl 溶液（不

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m1。 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15gCuSO4.5H2O，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°C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。

实验10离子迁移数的测定——希托夫法

实验10 离子迁移数的测定——希托夫法实验10 离子迁移数的测定——希托夫法一、目的要求 1. 掌握希托夫法测定离子迁移数的方法 2(了解气体库仑计的原理及应用。 (加深对离子迁移数的基本概念的理解 3 二、原理 在电场的作用下～即通电于电解质溶液～在溶液中则发生离子迁移现象～正离子向阴极移动～负离子向阳极移动。正、负离子共同承担导电任务～致使电解质溶液能导电～由于正负离子移动的速率不同～因此它们对任务分担的百分数也不同～某一种离子迁移的电量与通过溶液总电量之比称为该离子的迁移数。 II，,由迁移数定义:t,,t= -+I，II，I，,，, 式中I、I分别为正负离子所负担的迁移的电量～t及t为相应离子的迁移数。--++ 图10-1 离子的电迁移情况 希托夫法是根据电解前后阴极区及阳极区的电解质数量的变化来计算离子的迁移数。我们用图13—1来说明。设想在两个惰性电极之间有想象的平面AA和BB～将溶液分为阳极区～中间区和阴极区三部分。假定在末通电前～各区均含有正、负

离子各5mo1～分别用“+”、“-”号的数量来表示正、负离子的物质的量。今通入4法拉第的电量之后～在阳极上有4mol负离子发生氧化反应～同时在阴极上有4mol正离子发生还原反应～在溶液中的离子也同时发生迁移。假如正离子的速率是负离子的3倍～则在溶液中的任一截面上～将有3mo1的正离子通过截面向阴极移动～有1mo1的负离子通过截面向阳极移动～通电完毕后～中间区溶液的浓度不变～但阳极区及阴极区的浓度都会有变化～它们之间的浓度变化关系可以用公式表示出来。 如分析阴极区: ,,,nn n,- 始后迁 ，，，，nnn ,+-n 始后迁电 同理分析阳极区: ,,,,,+- nnnn始后迁电 ，，,,+ nnn始后迁 -2, 对HSO溶液～因为SO不参加电极反应～参加电极反应的是OH离子～所以此时上述244 公式应是: ,,, ,+ nnn始后迁 ，，，，,-+ nnnn始后迁电 在上述各公式中: ,，、分别表示通电后各区所含负离子及正离子物质的量。 nn后后 ,，、分别表示通电前各区所含负离子及正离子物质的量。 nn始始 ,，、分别表示通电时在电极上参加反应的负离子和正离子的物质的量。 nn电电 ,，、分别表示负离子和正离子迁移的物质的量。 nn迁迁

界面移动法测定离子迁移数实验报告

界面移动法测定离子迁移数实验报告 1.了解界面移动法测定离子迁移数的原理和方法。 2.掌握实验方法和步骤。 3.学习实验中如何处理数据和误差。 实验原理： 界面移动法测定离子迁移数是指测量离子在溶液和固体界面上迁移的速度。由于电解质分子带电，因此在电场作用下会受到电阻和摩擦力的作用而移动。 实验仪器和药品： 1.量筒 2.电子天平 3.滴定管 4.四极杆质谱仪

5.极性反转控制器 6.稀盐酸 7.氯化钠 实验步骤： 1.将质量分别为2g的氯化钠和1g的稀盐酸加入200ml的去离子水中，经过搅拌使其充分溶解，得到浓度分别为0.1mol/L和0.01mol/L的溶液。 2.使用量筒将0.01mol/L氯化钠溶液和0.1mol/L稀盐酸溶液混合成质量分数为10%的混合溶液。 3.将混合溶液倒入实验装置的两个电解池中，它们之间的间隔为2mm。两个电解池的电极均为铂箔，用稀盐酸浸泡铂箔3min后用去离子水洗净并烘干。 4.接通电源，电流为1.5A。用极性反转控制器反复翻转电场极性，使离子在两个电解池之间迁移。 5.在迁移的过程中，用滴定管从两个电解池中取样，分别使用四极杆质谱仪进行

分析，测量离子在两个电解池之间的迁移速度。 6.根据测得的数据计算离子迁移数。 实验数据处理： 根据实验结果计算浓度比值C1/C2，再根据公式计算离子迁移数。 表格： 样品C1(0.01mol/L) C2(0.1mol/L) t1(s) t2(s) C1/C2 迁移数 - - - - - - 1 0.01 0.1 15.23 13.18 0.100 0.989 2 0.01 0.1 14.76 13.72 0.100 0.994 3 0.01 0.1 15.11 13.4 4 0.100 0.983 平均值- - - - 0.100 0.988 实验结论： 通过实验可以得到浓度比值C1/C2和离子迁移数。根据实验结果可知，离子迁移数为0.988，说明在两个电解池之间离子的迁移速度很快。实验数据误差较小，

离子迁移数的测定——界面法

离子迁移数的测定——界面法 1 引言[1] 1.1 实验目的 1、用界面移动法测定H + 离子迁移数。 2、掌握测定离子迁移数的基本原理和方法。 1.2 实验原理 当电流通过电解电池的电介质溶液时，两极发生化学变化，溶液中阳离子和阴离子分别向阴极与阳极迁移。假若两种离子传递的电量分别为q +和q -，通过的总电量为 Q q q +-=+ 每种离子传递的电量与总电量之比，称为离子迁移数。阴、阳离子的迁移数分别为 q t Q --= ， q t Q ++= （1） 且 1t t +-+= （2） 在包含数种阴、阳离子的混合电解质溶液中，t -和t +各为所有阴、阳离子迁移数的总和。一般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。 但对于仅含一种电解质的溶液，浓度改变使离子间的引力场改变，离子迁移数也会改变，但变化的大小与正负因不同物质而异。 温度改变，迁移数也会发生变化，一般温度升高时，t -和t +的差别减小。 测定离子迁移数，对于了解离子的性质有很重要的意义。迁移数的测定方法有界面法、希托夫法和电势法等，本实验详细介绍界面法。 利用界面移动法测迁移数的实验可分为两类:一类是使用两种指示离子，造成两个界面;另一类是只用一种指示离子，有一个界面。本实验是用后一种方法，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。 在一截面均匀的垂直放置的迁移管中，充满HCl 溶液，通以电流，当有电量为Q 的电流通过每个静止的截面时，t Q +当量的H + 通过界面向上走，t Q -当量的Cl - 通过界面往下行。假定在管的下部某处存在一个界面（aa '），在该界面以下没有H + ，而被其它的正离子 （例如Cd 2+）取代，则此界面将随着H + 往上迁移而移动，界面的位置可通过界面上下溶液性质的差异而测定。例如，利用pH 值的不同指示剂显示颜色不同，测出界面。在正常条件 下，界面保持清晰，界面以上的一段溶液保持均匀，H + 往上迁移的平均速率，等于界面向

锌离子迁移数

锌离子迁移数 锌离子（Zn2+）是一种带有双正电荷的离子，它在化学反应和电解过程中具有重要的作用。锌离子的迁移数（migration number）是描述该离子在电解质溶液中迁移速率的参数，它表示锌离子在电解质中进行电迁移的能力。本文将介绍锌离子迁移数的定义、测定方法、影响因素以及其在电化学和相关领域中的应用。 一、锌离子迁移数的定义与测定方法 1.定义：锌离子迁移数是指在电解质溶液中，锌离子在迁移速度中所占比例的参数，通常用mn表示。迁移数是一个无量纲的量，其数值介于0和1之间。 2.测定方法：锌离子迁移数的测定方法多种多样，以下是几种常用的方法： a.基于密度梯度法：利用密度递增的纯均相电解质溶液，通过观察离子的迁移距离与密度梯度之间的关系，可以测定离子的迁移数。

b.基于离子迁移电流法：测量在电解池中，两电极间电流的比值，可以得到离子迁移数。 c.基于离子选择性电极法：使用离子选择性电极测定离子在不同 位置的浓度，进而计算离子迁移数。 d.基于电导法：通过测量电导率随时间的变化，可以计算出离子 迁移数。 二、锌离子迁移数的影响因素 锌离子的迁移数受多种因素的影响，以下是几个重要的因素： 1.溶液的浓度：一般来说，溶液的浓度越高，离子间的相互作用 越强，锌离子的迁移数可能会有所降低。 2.溶液的温度：温度升高会增加离子的活动度，进而增加锌离子 的迁移速率和迁移数。 3.溶剂的选择：不同溶剂对离子的溶解度和迁移数有不同的影响。例如，有机溶剂通常具有较低的迁移数，而水作为常见的溶剂，可以 有较高的迁移数。

4.离子的尺寸和电荷：尺寸较小和电荷较大的离子往往具有较高 的迁移数，这是因为它们在溶液中能更快地通过溶剂分子之间的间隙。 三、锌离子迁移数的应用 锌离子迁移数的数据在很多领域中都有重要的应用价值： 1.电镀工业：在电镀过程中，锌离子的迁移数可以用于控制镀液 中的锌离子浓度分布，从而控制产品的镀层均匀度和质量。 2.锌电池和锌空气电池：迁移数是评估电池性能的重要参数之一，它与电池的充放电效率和能量密度等密切相关。 3.电解过程：锌离子作为电解质中的主要离子之一，其迁移数的 值能够影响电解过程的效率和反应速率。 4.生物学研究：锌离子是许多生物体内重要的金属离子之一，了 解其在生物体内的迁移能力对于理解锌在生物学过程中的作用具有重 要意义。 总结起来，锌离子迁移数是一个描述锌离子在电解质溶液中迁移 速率的参数，它受到溶液浓度、温度、离子尺寸、电荷以及溶剂选择 等因素的影响。锌离子迁移数的测定方法多种多样，应用范围广泛，

界面法测定离子迁移数实验报告

界面法测定离子迁移数实验报告 界面法测定离子迁移数实验报告 引言 近年来，随着电子产品的广泛应用和快速发展，对于电子产品中离子迁移现象的研究日益受到重视。离子迁移在电子器件中可能导致许多不可忽视的问题，例如导致器件损坏、降低性能以及影响稳定性。准确测定离子迁移数是评估器件可靠性和长期稳定性的重要指标之一。本文将详细介绍界面法测定离子迁移数的实验过程和结果，并探讨其实验原理及其在电子器件研究中的意义。 1. 实验目的 本实验旨在利用界面法测定离子迁移数，并通过实验结果评估电子器件的可靠性。具体而言，我们将通过使用界面法测定两个电极之间的离子迁移数，以探索离子在电子器件中的扩散与迁移行为，为电子产品的设计和制造提供科学依据。 2. 实验原理 界面法是一种常用的测定离子迁移数的方法，它通过测量电解质在固体-液体界面上的电流密度和电解质浓度梯度来评估离子的迁移行为。根据费拉第定律和电解质输运理论，离子在电场作用下会在电解质中

迁移，其迁移速率与电场强度成正比。根据实验测得的电流密度和电解质浓度梯度，可以计算得出离子迁移数。 实验过程 1. 准备实验所需材料和仪器，包括电解液、电源、电极等。 2. 搭建实验装置，确保电极与电解质之间有良好的接触。 3. 将电解液注入实验槽中，并调整电场强度。 4. 开始实验，测量电极之间的电流密度和电解质浓度梯度。 5. 根据实验数据计算离子迁移数，并记录实验结果。 实验结果与讨论 实验结果表明，电场强度对离子迁移数有显著的影响。当电场强度增加时，离子的迁移速率明显加快。通过测量不同电解液的迁移数，我们还可以评估不同离子对电子器件可靠性的影响。理论上，离子迁移数越小，电子器件的可靠性越高。通过界面法测定离子迁移数可以为电子器件的设计和制造提供重要的参考依据。 结论 界面法是一种可靠且有效的测定离子迁移数的方法，通过实验可以获得准确的离子迁移数。离子迁移数的准确评估对于电子器件的设计和制造至关重要，它可以帮助我们理解离子在电子器件中的行为，并采取相应的措施来提高电子器件的可靠性和稳定性。通过本实验，我深入了解了界面法测定离子迁移数的原理和过程，对离子迁移现象有了

物化实验报告-离子迁移数的测定

物化实验报告-离子迁移数的测定 一、实验目的 2.了解不同离子的迁移数大小不同的原因； 3.巩固化学电动力学学习内容。 二、实验原理 1.电导现象 在水溶液中，如果溶质是电离物，水溶液就会导电。电解质的离子在电场作用下，移 动带电带动其他离子向电极运动。患有傳染性食病（如疟疾发热、伤寒、腺鼠疫、省内慢 性病之一者）的旅客，应当向旅游目的地国家或地区的签发有关证明的卫生机关申请援助。在电场作用下，离子移动的速度与运动时遇到的粘阻力和电场的强度有关。根据电导现象 形成的电导率公式为： K = G / l·A 其中，K表示电导率，G表示电流强度，l表示电解槽距离，A表示电解槽横截面积。 2.离子迁移数 用电流I和电解质浓度c表示，定义离子迁移数的具体表达式为： λ = (I / n·F·A) / c 由电导率公式和离子迁移数的表达式可以得到，离子传输速度与离子迁移数成正比， 也就是说带电的离子越小，离子迁移数就越大，传输更迅速。 三、实验步骤 1.使用恒压输液器将两个相同离子的水溶液分别滴入两个电极架设的电解槽中使其相遇。记录下每次改变浓度和电压时测量得到的电导率。 2.每次改变浓度和电压时，分别将浓度按照以下顺序依次降低，然后记录电导率，并 计算出离子迁移数。 4.测量和解释数据，写实验报告。 四、实验结果 1.准备条件：

溶液1：NaOH（浓度C1 = 0.01 mol/L） 溶液2：KCl（浓度C2 = 0.01 mol/L） 2.电导率和离子迁移数的测定数据： 表1 钠氢氧化物溶液（稀）的电导率和离子迁移数 |序号| c（mol/L） | U（V） | I（A） |G（S/m）| λ | |1|0.01 |1.5 |0.0013 |0.0867 |5.34 * 10^−3| 五、实验分析 1.离子迁移数的大小与离子电荷数和离子半径有关，带电的离子越小离子迁移数就越大，对于磁性材料的研究非常重要。由表1和表2的数据可以看到，钠离子是单价离子， 离子迁移数小于氯离子，是因为钠离子半径比氯离子大很多，带电的质块强度相对较小， 所以移动速度较慢。 2.根据表1和表2可以看出，不同离子的离子迁移数和浓度成反比例关系，电压越高，离子迁移数越大。 3.由电导率公式和离子迁移数的表达式得出，随着电场强度的降低，离子在移动过程 中所需克服的势垒增大，因此离子的平均运动速度随之降低，离子迁移数就会减小。因此，在本实验中，当浓度增加时，离子迁移数随之减小。 六、结论 本实验通过测量不同浓度和电压下，钠氢氧化物和氯化钾的电导率和离子迁移数，探 讨了离子迁移数的测定方法和离子迁移数与离子电荷数、半径以及浓度、电压的关系。实 验结果表明，离子迁移数越大，电离子传输速度越快，离子半径越小，离子迁移数就越大，电路的电压越高，离子迁移数越大。

离子迁移数的测定实验报告

离子迁移数的测定实验报告实验目的： 本实验旨在通过电导率测定法，确定不同离子的迁移数，并探究溶液浓度和离子种类对离子迁移数的影响。 实验器材和试剂： - 电导仪：用于测量溶液的电导率。 - 玻璃导管：用于将溶液引入电导池。 - 氧化银电极和还原银电极：构成电导池的两个电极。 - 稀盐酸溶液：用作电导实验的溶液。 实验步骤： 1. 将电导仪连接电源，打开仪器，等待其稳定。 2. 准备两个玻璃导管，分别连接至氧化银电极和还原银电极。 3. 涂抹氯化银的电极涂层。 4. 将导管插入稀盐酸溶液中，确保电极完全浸入溶液中。 5. 记录电导仪显示的电导率数值。 实验记录： 实验数据如下表所示： 溶液浓度（mol/L）电导率（S/cm）

0.001 0.01 0.1 1 10 实验结果与分析： 根据实验数据计算得到各溶液浓度对应的电导率如上表所示。电导 率与溶液浓度成正比关系，即随着溶液浓度的增加，电导率也呈现上 升趋势。 进一步分析可以发现，较低浓度的溶液电导率较小，而较高浓度的 溶液电导率较大。这是因为溶液中存在的离子越多，电导率就越高。 而相同浓度溶液中不同离子的电导率可能会有所不同。实验中使用 的是稀盐酸溶液，其中包含的离子主要是氯离子（Cl-）和氢离子 （H+）。根据维特尔定律，离子在溶液中的迁移速率与其电荷数成正比，与其体积成反比。由此可推断，氯离子（Cl-）的迁移数应该大于 氢离子（H+）的迁移数。 结论： 通过本次实验，我们得到了不同浓度溶液的电导率，并由此推测了 离子在溶液中的迁移数。实验结果表明，溶液浓度越高，电导率越大；对于相同浓度的溶液，氯离子的迁移数大于氢离子的迁移数。

实验11 离子迁移数的测定-操作步骤

实验11 离子迁移数的测定 注意事项： 1.离子迁移管中装溶液时沿玻璃棒缓慢加入，避免有气泡产生。 2.取下阴极铜片按要求处理后放入干净烧杯或者垫称量纸准确称量，不可直接放在天平托盘上称量，以 免污染铜片。 3.两极点击秩序轻轻放入即可，不要用力往下压。 加电流时需缓慢旋转调节旋钮至电流强度缓慢升至12mA。 4.如果旋转电流调节旋钮电流示数始终为零，或者通电过程中电流由12mA突然降为零，请检查a. 迁移 管中是否有气泡；b. 接入迁移管阳极区和阴极区的电极是否按得太紧；c.线路是否连接好。 5.实验过程中避免任何有可能扰动溶液引起溶液扩散的操作。 6.停止通电后必须先关闭活塞10（中间区和阴阳极区相连的活塞），然后才可以测量阴/阳区溶液。 实验步骤： 1. 配制0.05 mol/L的CuSO4溶液 取25 ml 0.5 mol.L-1硫酸铜溶液于250ml干净容量瓶中，稀释至刻度，得0.05 mol/L的CuSO4溶液。 2.离子迁移数测定装置安装 （1）检查活塞是否漏水，用水洗清迁移管，然后用0.05 mol/L的CuSO4溶液洗涤两次，用该溶液充满迁移管，安装到迁移管固定架上。注意管中不能有气泡，电极表面有氧化层用细砂纸打磨 （2）将铜电量计中阴极铜片取下，先用细砂纸磨光，除去表面氧化层，再蒸馏水洗净，用乙醇淋洗并吹干，在分析天平上称重，装入电量计中。在库仑计中装入大于1/2体积的饱和硫酸铜溶液。 （3）按图11-1所示连接好迁移管、离子迁移数测定仪和铜电量计，其中接入迁移管阳极区和阴极区的电极只需轻轻放入即可，不要用力往下按。 （4）接通电源，缓慢调节电流强度至12mA，连续通电60min。 3.通电前CuSO4溶液的滴定 （1）用移液管移取10.00ml 0.5000 mol/L-1 Na2S2O3溶液于100ml干净容量瓶中，稀释至刻度，得0.0500 mol/L 的Na2S2O3溶液。 （2）用移液管从250ml容量瓶中移取10.00mL 0.05mol/L的CuSO4溶液于具塞锥形瓶中，加入5mL 1mol/L 的HAc溶液，加入3mL 10%的KI溶液，塞好瓶盖，振荡，置暗处5-10min，以0.0500 mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，然后加入1mL淀粉指示剂，继续滴定至蓝色恰好消失（乳白色），记录消耗的Na2S2O3标准溶液体积。 4.阳（或阴）极区CuSO4溶液体积的测定 停止通电后，立即关闭活塞10，将阳（或阴）极区溶液缓慢放至已称重的干燥锥形瓶中，称重，得出该溶液总质量m1。用移液管移取10.00ml上述溶液于已称重的具塞锥形瓶中，称重得出溶液质量m2，溶液留待下步滴定用。阳（或阴）极区CuSO4溶液体积V=m1×10.00/m2(单位：mL)。 5.通电后CuSO4溶液的滴定 （1）按步骤3（2）方法用Na2S2O3标准溶液滴定第4步中具塞锥形瓶中的CuSO4溶液，记录消耗的Na2S2O3标准溶液体积。 （2）另取具塞锥形瓶，移取10.00mL通电后中间区溶液，用Na2S2O3标准溶液滴定。 6.将铜电量计中阴极铜片取下，用蒸馏水洗净，用乙醇淋洗并吹干，在分析天平上称重。 7.数据处理 （1）完成数据记录表格中的数据记录和计算 （2）由电量计中阴极铜片的增量，算出通入的总电量，即 n电＝铜片的增量/铜的原子量

【精品】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 2、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。

3、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/I为电解质的离子阻抗，L/e为电解质的电子阻抗，E＇=E—I i L/I=I e L/e 因为测量的是开路电压，所以有I i=I e，可得：I=E i e/L(e+I)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） 3、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。 4、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