实验离子迁移数.docx

实验十二离子迁移数的测定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CuSO溶液中CU2+和SO2-的迁移数442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溶液中Cu2+和SO2-的迁移数时，在溶液中间区浓度不变的条件下，44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溶液通电时，溶液中的Cu2+在阴极上4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=n+n一n迁原电后，tC2+u呵一C2+u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后表示迁原后通电后阳极区所含Cu2+的量n由用表示通电时阳极上Cu溶解（转变为Cu2+）的量也等于铜电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直淹电漁图2-15-2希托夫法测定离子迁移数装置图3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；碱式滴定管(250mL)1只；碘量瓶(100mL)1只；碘量瓶(250mL)1只；移液管(20mL)3只；KI溶液(10%)；淀粉指示剂(0.5%)；硫代硫酸钠溶液(0.12mol.L-1)；屯心期溶液(0.015mol.L-i)；HSO(2mol.L-i)；硫酸铜溶液(005molL-i)；KSCN溶液(10%)；HCl(4mol.L-i)24^。

1. 4实验步骤水洗干净迁移管，然后用0.05mol/L的CuSO溶液洗净迁移管，并安装到迁移管固定架上4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90min5.NaSO溶液的滴定36•取3个碘量瓶，洗净，烘干，冷却，台秤称重(如用分析天平称则不能带盖称，防止加入溶液后称量时超出量程)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)NaSO标准液的滴定3「丫1A—准确移取20mL标准KCr0溶液c-KCrO=0.1000or0.0500mol[L于250mL的碘227(6227丿量瓶中，加入4mL6mol/L的HCl溶液，8mL10%的KI溶液，摇匀后放在暗处5min，待反应完全后，加入80mL蒸馏水，立即用待滴定的Na2S203溶液滴定至近终点，即溶液呈淡黄色，加入0.5%的淀粉指示剂1mL(大约10滴)，继续用3Na2S203溶液滴定至溶液呈现亮绿色为终点。

c(NaSO)=223c(kCrO)v(kCrO)2_2722_7X6V(NaSO)223CuSO溶液的滴定每lOmLCuSO溶液（约10.03g），加入1mL2mol/L的HSO溶液，加入3mL10%的KI溶液，424塞好瓶盖，振荡，置暗处5-10min，以Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，然后加入ImL淀粉指示剂（指示剂不用加倍），继续滴定至浅蓝色，再加入2.5mL10%的KSCN溶液，充分摇匀（蓝色加深），继续滴定至蓝色恰好消失（呈砖红色）为终点1. 5注意事项实验中的铜电极必须是纯度为99999%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6数据处理从中间区分析结果得到每克水中所含的硫酸铜克数硫酸铜的克数=滴定中间部的体积X硫代硫酸钠的浓度X159.6/1000水的克数=溶液克数一硫酸铜的克数由于中间部溶液的浓度在通电前后保持不变，因此，该值为原硫酸铜溶液的浓度，通过计算该值可以得到通电前后阴极部和阳极部硫酸铜溶液中所含的硫酸铜克数。

1. 通过阳极区溶液的滴定结果，得到通电后阳极区溶液中所含的硫酸铜的克数，并得到阳极区所含的水量，从而求出通电前阳极区溶液中所含的硫酸铜克数，最后得到n后和n前后前由电量计中阴极铜片的增量，算出通入的总电量，即铜片的增量/铜的原子量=*电2. 电代入公式得到离子的迁移数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：t=0.31；t=0.69C2+sor阴极部得到：t=0.29；t=0.71CU+SO2-7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. 01mol.L-iKCl和01mol.L-iNaCl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？。