离子迁移数的定义

物理化学实验报告_离子迁移数的测定

离子迁移数的测定——界面法 实验者：杨岳洋 同组实验者：张知行 学号：2015012012 班级：材54 实验日期：2016年9月19日 助教：袁倩 1 引言 1.1 实验目的 （1）采用界面法测定+H 的迁移数。 （2）掌握测定离子迁移数的基本原理和方法。 1.2 实验原理及公式 本实验采用的是界面法，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。 （1）当电流通过电解电池的电解质溶液时，两极发生化学变化，溶液中阳离子和阴离子分别向阴极和阳极迁移。假若两种离子传递的电荷量分别为+q 和-q ，通过的总电荷量为 -++=q q Q 每种离子传递的电荷量和总电荷量之比，称为离子迁移数。阴、阳离子的离子迁移数分别为 Q q t --= ， Q q t ++= 且 1=+-+t t 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，则该离子传递电荷量的百分数增加离子迁移数也所制增加。但是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，但是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。 （2）在一截面均匀垂直放置的迁移管中，充满HCl 溶液，通以电流，当有电荷量为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（a a '），在该界面以下没有+H ，而被其他的正离子（例如+ 2Cd ）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 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，等于界面形成界面向上移动的速率。在某通电的时间t 内，界面扫过的体积为V ，+H 输送电荷的数量为该体积中+H 带电的总数，即 VCF q =+ 式中：C 为+H 的浓度，F 为法拉第常数，电荷量常以库[仑]（C ）表示。 （3）界面保持清晰的原理： Cd 阳极上Cd 氧化，进入溶液生成CdCl 2，逐渐顶替HCl 溶液，CdCl 2与HCl 不相混合，因为 +2Cd 淌度（u ）较小，即++

离子迁移数的测定(界面法)实验报告

离子迁移数的测定——界面法 姓名/学号：何一白/2012011908 班级:化22 同组实验者姓名：苏剑晓 实验日期：2014年11月20日 提交报告日期：2014年11月26日 带实验的老师或助教姓名：王溢磊 1 引言 1.1 实验目的 1.采用界面法测定H +离子的迁移数。 2.掌握测定离子迁移数的基本原理与方法。 1.2 实验原理[1] 当电流通过电解池溶液时，电极上发生化学变化，溶液中阳离子与阴离子分别向阴极和阳极迁移。若两种离子传递的电荷量分别为q +和q -，通过的总电荷量为 Q =q ++q ? 每种离子传递的电荷量与总电荷量之比称为离子迁移数，则阴、阳离子的迁移数分别为 t ?=q ? Q t += q + 且 t ++t ?=1 在包含数种电解质的溶液中，t -和t +分别为所有阴、阳离子迁移数总和，一般增加某种离子浓度，其离子迁移数增加；对只含一种电解质的溶液，浓度的改变使离子间引力场改变，自然离子迁移数也改变；若温度改变，迁移数亦变化，一般温度升高时，t -和t +差别减小。 实验中采用界面法，以镉离子作为指示离子，测量一定浓度的盐酸溶液中H +离子迁移数。在一截面均匀的垂直放置的迁移管中充满盐酸溶液，通以电流，当有Q 电量的电流通过每个静止的截面时，t +Q 当量的H +上行，t -Q 当量的Cl -通过界面下移。假定在管的下部某处存在一个界面，界面以下没有H +而被Cd 2+取代，此界面将随H +的上移而移动，界面位置可利用界面上下溶液pH 值的不同，使用指示剂显色。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 +向上迁移的平均速率等于界面上移速率。在某通电时间t 内，界面扫过体积V ，H +输送电荷数为该体积中H +带电总数，即 q +=VCF 式中：C 为H +的浓度，F 为法拉第常数，电荷量以库[仑](C)计。 要想使界面保持清晰，须使界面上、下的电解质不相混合，这可通过选择合适的指示离子在通电情况下达到，Cd 2+就符合这个要求。Cd 2+的淌度(U )较小，有 U Cd 2+dE dL 说明CdCl 2溶液中电位梯度较大(如图1)，导致H +难以扩散至下层，而Cd 2+也难以扩散到界面以上，可保持界面清晰。 2 实验操作 2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图

物理化学实验报告：离子迁移数的测定

物理化学实验报告：离子迁移数的测定

离子迁移数的测定——界面法 实验者：杨岳洋 同组实验者：张知行 学号：2015012012 班级：材54 实验日期：2016年9月19日 助教：袁倩 1 引言 1.1 实验目的 （1）采用界面法测定+ H 的迁移数。 （2）掌握测定离子迁移数的基本原理和方法。 1.2 实验原理及公式 本实验采用的是界面法，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。 （1）当电流通过电解电池的电解质溶液时，两极发生化学变化，溶液中阳离子和阴离子分别向阴极和阳极迁移。假若两种离子传递的电荷量分别为+ q 和- q ，通过的总电荷量为 - ++=q q Q 每种离子传递的电荷量和总电荷量之比，称为离子迁移数。阴、阳离子的离子迁移数分别为

Q q t --= ， Q q t ++ = 且 1 =+-+ t t 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，则该离子传递电荷量的百分数增加离子迁移数也所制增加。但是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，但是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。 （2）在一截面均匀垂直放置的迁移管中，充满HCl 溶液，通以电流，当有电荷量为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（a a '），在该界面以下没有+ H ，而被其他的正离子（例如+ 2Cd ）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 的不同指示剂显示颜色不同，测出界面。

离子迁移数的测定

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 4溶液中Cu 2+和SO 42-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。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CuSO 4溶液中Cu 2+和SO 42-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Cu 2+和SO 42-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 发生还原析出Cu ，而在阳极上金属铜溶解生成Cu 2+ 。 对于阳极，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 q n u Q Cu 电阳极原始迁+-== +++ + Cu C 222,,, 对于阴极，通电时一方面阴极区有Cu 2+ 迁移入，另一方面电极上Cu 2+ 析出生成Cu ，因而 有 n n n q n u Q Cu 电原始阴极迁+-== +++ + Cu C 222,,, n n t Cu Cu 电 迁+ + = 22. ，224 1u SO C t t -+=- 式中 n Cu + 2, 迁表示迁移出阳极区或迁入阴极区的Cu 2+ 的量， n Cu + 2, 原始表示通电前阳 极区或阴极区所含Cu 2+ 的量，n Cu + 2, 阳极表示通电后阳极区所含Cu 2+ 的量， n Cu + 2, 阴极表示 通电后阴极区所含Cu 2+ 的量。 n 电 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Cu 2+ 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，这一点与实际情况接近。

离子迁移数的测定

离子迁移数的测定 一、实验目的 1．掌握希托夫（Hittorf ）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 42-的迁移数。 二、实验原理 电解质溶液依靠例子的定向迁移而导电，为了使电流能够通过电解质溶液，需将两个导体作为电极浸入溶液，使电极与溶液直接接触。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，同时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。通过溶液的电量等于正、负离子迁移电量之和。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，用符号t 表示。其中，t 为无量纲的量。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。本实验选用希托夫法。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。 用希托夫法测定CuSO 4溶液中Cu 2+和SO 42-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CuSO 4的量，可计算出通电后迁移出阳极区（或阴极区）的CuSO 4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 -。 以Cu 为电极，电解稀CuSO 4溶液为例。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+。电解后，阴极附Cu 2+浓度变化是由两种原因引起的：①Cu 2+迁移入，②Cu 在阴极上发生还原反应。1/2Cu 2+ + e→1/2Cu(s)。 因而有：（阴极区） +迁后前电=-n n n n

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

实验离子迁移数

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 4溶液中Cu 2+和SO 42-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。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CuSO 4溶液中Cu 2+和SO 42-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，而在阳极上金属银溶解生成Cu 2+。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 2u C n t n +=迁电 ，2241u 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。

离子迁移数的测定实验报告

离子迁移数的测定——界面法 姓名：张腾 学号：2012011864 班级：化21 同组实验者：田雨禾 实验日期：2014年12月4日 提交报告日期：2014年12月6日 实验助教：王溢磊 1 引言 1.1 实验目的 1.采用界面法测定H +离子的迁移数。 2.掌握测定离子迁移数的基本原理与方法。 1.2 实验原理[1] 当电流通过电解池溶液时，电极上发生化学变化，溶液中阳离子与阴离子分别向阴极和阳极迁移。若两种离子传递的电荷量分别为q +和q -，通过的总电荷量为 Q =q ++q ? 每种离子传递的电荷量与总电荷量之比称为离子迁移数，则阴、阳离子的迁移数分别为 t ?=q ? Q t +=q + Q 且 t ++t ?=1 在包含数种电解质的溶液中，t -和t +分别为所有阴、阳离子迁移数总和，一般增加某种离子浓度，其离子迁移数增加；对只含一种电解质的溶液，浓度的改变使离子间引力场改变，自然离子迁移数也改变；若温度改变，迁移数亦变化，一般温度升高时，t -和t +差别减小。 实验中采用界面法，以镉离子作为指示离子，测量一定浓度的盐酸溶液中H +离子迁移数。在一截面均匀的垂直放置的迁移管中充满盐酸溶液，通以电流，当有Q 电量的电流通过每个静止的截面时，t +Q 当量的H +上行，t -Q 当量的Cl -通过界面下移。假定在管的下部某处存在一个界面，界面以下没有H +而被Cd 2+取代，此界面将随H +的上移而移动，界面位置可利用界面上下溶液pH 值的不同，使用指示剂显色。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 +向上迁移的平均速率等于界面上移速率。在某通电时间t 内，界面扫过体积V ，H +输送电荷数为该体积中H +带电总数，即 q +=VCF 式中：C 为H +的浓度，F 为法拉第常数，电荷量以库[仑](C)计。 要想使界面保持清晰，须使界面上、下的电解质不相混合，这可通过选择合适的指示离子在通电情况下达到，Cd 2+就符合这个要求。Cd 2+的淌度(U )较小，有 U Cd 2+

离子迁移数的测定——界面法

离子迁移数的测定——界面法 姓名：*** 学号：2015012*** 班级：化学**班 实验日期：2018年3月14日提交报告日期：2018年3月17日 带课老师/助教：*** 1 引言（简明的实验目的/原理） 2 实验操作 2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图 迁移管，DC-0510节能型智能恒温槽（宁波新芝生物科技股份有限公司），Cd电极，Ag电极，UT56优利德万用表，DHD300V/50mA直流稳压稳流电源（北京大华无线电仪器厂），秒表，砂纸。 HCl溶液（0.1005mol?L-1），甲基橙溶液。 2.2 实验条件 实验室室温：20.0℃；恒温槽温度设定在25.0℃。 2.3 实验操作步骤及方法要点 1. 安装仪器 超级恒温水浴温度调至25.0℃。检查镉电极，用砂纸将电极表面打磨 干净。用加入少许甲基橙的0.1005mol·L-1的盐酸溶液（呈红色）润洗迁移 管两次后，在整个管中加满盐酸溶液。将镉电极套管加满盐酸溶液，安装 在迁移管的下部。迁移管垂直固定，避免振荡。将Ag电极打磨后安装在 迁移管上部，依照右图连接电路，准备开始实验。 2. 恒流法测迁移数

打开稳压稳流电源，选择开关选至稳流。调节电流至约3mA，随着电解的进行，阳极镉不断溶解变为Cd2+，由于H+离子迁移，出现清晰界面，当界面移动到第一个刻度时立即打开秒表，此后记录电流值及界面迁移到整数刻度时（即0.1mL，0.2mL，… 0.5mL）的时间即可。 3. 恒压法测迁移数 选择开关选至稳压，调节电流在6~7mA之间，随着电解的进行，当界面移动到第一个刻度时立即打开停表，此后每隔1min记录时间及对应的电流值，每当界面移动至第二、第三等整数刻度时记下相应的时间及对应的电流。直到界面移动至第五个刻度（每刻度的间隔为0.1mL）。比较两种方法。 注意事项： 1. 往迁移管中灌装HCl溶液时，管内、管壁上均不可有气泡，否则影响电路的导电性，甚至造成断路； 2. 恒压及恒流实验前，均应打磨电极； 3. 通电前以及在恒压、恒流之间切换时，都将电压、电流大小调节旋钮调至最小。通电后，再缓慢调大电压或电流。否则直流稳压稳流电源极易损坏； 4. 防止迁移管内两层间的对流和扩散，故管内温度应均匀且不宜过高，通过的电流不宜过大，管的截面积要小，实验时间不宜过长。 3 结果与讨论 3.1 原始实验数据 3.1.1 恒流法实验数据 实验得到在恒流条件下，界面扫过的体积V及相应的用时t、瞬时电流I的关系如表1所示。 表1 恒流法测定迁移数实验数据 V/mL t/s I/mA 0.000 0 2.999 0.100 372 2.998 0.200 747 2.999 0.300 1119 2.998 0.400 1491 2.999 0.500 1868 2.998 由表1的数据，可认为在恒流条件下，电流大小保持均值ˉI=2.999mA不变。 3.1.2 恒压法实验数据 实验得到在恒压条件下，每隔1min记录相应的电流值如表2所示。 表2 恒压条件下每隔1min记录的相应电流值 t/s I/mA t/s I/mA t/s I/mA t/s I/mA 0 2.824 540 2.354 1080 2.063 1620 1.858 60 2.757 600 2.314 1140 2.039 1680 1.839 120 2.695 660 2.277 1200 2.013 1740 1.820 180 2.636 720 2.244 1260 1.988 1800 1.804 240 2.581 780 2.210 1320 1.965 1860 1.785 300 2.530 840 2.178 1380 1.943 1920 1.768 360 2.483 900 2.150 1440 1.921 1980 1.752 420 2.438 960 2.119 1500 1.900 2040 1.735 480 2.395 1020 2.091 1560 1.879 2100 1.720

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CuSO 4溶液中Cu 2+和SO 42-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CuSO 4溶液中Cu 2+和SO 42-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，而在阳极上金属银溶解生成Cu 2+。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 2u C n t n += 迁电，2241u 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：

电解质离子迁移数的测定方法_唐致远

实验技术 聚合物电解质离子迁移数的测定方法 唐致远薛建军李建刚王占良 (天津大学化工学院天津300072) 摘要介绍了用于测定理想聚合物电解质中离子迁移数的三种比较常用的电化学方法。阐述了实际聚合物电解质输运性质和理想聚合物电解质输运性质之间的区别,并说明了实际聚合物电解质的离子迁移数的测定方法。 关键词迁移数聚合物电解质扩散系数电导率 Abstract Three commonly used electrochemical methods for measurement of transference number in dilute,ide-al polymer electrolyte is presented.The di fference of transport properties between dilute,ideal polymer electrolyte and concentrated polymer electrolyte is described.Then measuremen t method of transference nu mber in concentrated poly-mer electrolyte is presented. Key words Transference number,Polymer electrolyte,Diffusion coefficient Conductivity 聚合物电解质在化学电源、电致显色、光电化学和化学传感器等方面有着广泛的用途。特别是用它取代有机液态电解质所组装的锂离子电池,也叫塑料锂离子电池,具有质量轻、能量密度高、循环性好、空间利用率高、无漏液等优点,已经在各种高档设备和仪器中使用。在这种电池中聚合物电解质不仅隔离着正负极材料以避免短路,而且更重要的是作为锂离子在正负极之间来回运输的媒介。研究聚合物电解质中锂离子运输的性质,对于提高电池的性能具有很重要的作用。描述聚合物电解质体系的离子运输性质参数有电导率、盐扩散系数、离子迁移数等性质。从定义上讲,离子迁移数是当体系中不存在浓度极化时,在垂直于电场方向的单位面积上,由该种离子迁移的电量在所有离子迁移的总电量中所占的分数[9]。 聚合物电解质体系中正负两类离子同时可以运动,通常负离子迁移数通常要比正离子迁移数大。这样在电场作用下内部将形成电解质盐的浓度梯度,产生与所加电场反向的浓差极化电势,其结果导致系统的电化学性能下降。如果正离子在聚合物电解质中具有高离子迁移数,就可以减小电池在充电过程中的浓差极化电势。因而测定聚合物电解质的离子迁移数是一个重要的工作。本文中介绍了用于测定理想聚合物电解质体系中离子迁移数的各种常用电化学方法,如稳态电流方法、交流复阻抗方法、浓差电池方法[1,2,6,7,10~12]。同时也介绍了实际聚合物电解质体系中离子迁移数的测定方法。 1稳态电流方法 对二元电解质聚合物(体系中只存在一种正离子和一种负离子,且正负离子所带的电荷相等),考虑两端不闭塞的电池M P聚合物+MX P M(M可为Li,Na等碱金属,X为一价负离子,MX为相应的 唐致远男,54岁,博士生导师,从事化学电源、金属电极过程等方面的研究。 2000-01-09收稿,2000-12-01修回

离子迁移数的测定——界面法

离子迁移数的测定一一界面法 1引言⑴ 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 且 t.匕=1 （ 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 HCI 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CI -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CcT ）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，等于界面向上移动的 速率。在某通电的时间（t ）内，界面扫过的体积为 V , H +输送电荷的数量为在该体积中 H + 带电的总数，即 q_ (1)

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：C 平均气压：Kpa 同组人：日期：20133/15 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CuSQ溶液中Ci?+和SQ2啲迁移数。 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/ （2X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/ （2X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CuSQ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Ci?+，因而有： n迁=门原+n电—n后 t cU2+ =（n 迁/n 电）t so4 2-=1-t cu2+

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

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； 离子和盐酸溶液中氢离子的迁移数。．测定AgNO水溶液中33二、实验原理当电流通过含＋Ag 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。溶液对由于离子本身的大小、已知溶液中的电流是借助阴、阳离子的移动而通过溶液。 阳离子各自的移动速使阴、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，由某一种离子所迁移的电荷量与通过溶液的总从而各自所携带的电荷量也不相同。率不同，之比称为该离子的迁移数。而电荷量(Q) Q = q _ + 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：q _和q 上式中+/Q t = q t _ = q _ /Q ，(1) _ + = 1 t _ + t (2) 显然+分别为所有阴、阳离子迁移数和t t _ 当电解质溶液中含有数种不同的阴、阳离子时，+ 的总和。Boundary 、界面移动法(Moving (Hittorf Method) 测定离子迁移数的方法有希托夫法测定法。本实验采用希托夫法和界面移动Method)和电动势法(Electromotive Force Method) 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

离子迁移数的测定实验报告

离子迁移数的测定实验报告

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离子迁移数的测定——界面法 姓名:张冶学号：?班级：化21 同组实验者:努尔艾力·麦麦提 实验日期:20１4年12月4日提交报告日期:2014年12月7日 实验助教:王溢磊 1引言 1.1实验目的 1.采用界面法测定Ｈ＋离子的迁移数。 2.掌握测定离子迁移数的基本原理与方法。 1．2实验原理[１] 当电流通过电解池溶液时,电极上发生化学变化，溶液中阳离子与阴离子分别向阴极和阳极迁移。若两种离子传递的电荷量分别为q+和ｑ-，通过的总电荷量为 Q=q++q? 每种离子传递的电荷量与总电荷量之比称为离子迁移数,则阴、阳离子的迁移数分别为 t?=q?Q t+=q+ Q 且t++t?=1 在包含数种电解质的溶液中，t-和t+分别为所有阴、阳离子迁移数总和，一般增加某种离子浓度，其离子迁移数增加；对只含一种电解质的溶液,浓度的改变使离子间引力场改变，自然离子迁移数也改变；若温度改变,迁移数亦变化，一般温度升高时,t-和t+差别减小。 实验中采用界面法,以镉离子作为指示离子,测量一定浓度的盐酸溶液中H+离子迁移数。在一截面均匀的垂直放置的迁移管中充满盐酸溶液,通以电流,当有Q电量的电流通过每个静止的截面时,ｔ+Q当量的Ｈ+上行，t－Q当量的Cl-通过界面下移。假定在管的下部某处存在一个界面,界面以下没有H+而被Cd2＋取代，此界面将随H+的上移而移动,界面位置可利用界面上下溶液pＨ值的不同,使用指示剂显色。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＋向上迁移的平均速率等于界面上移速率。在某通电时间t内，界面扫过体积V，H+输送电荷数为该体积中H+带电总数，即 q+=VCF 式中：C为H+的浓度,F为法拉第常数，电荷量以库［仑］(C）计。 要想使界面保持清晰，须使界面上、下的电解质不相混合，这可 通过选择合适的指示离子在通电情况下达到，Cd２+就符合这个要求。 Cd２+的淌度(U)较小,有 U Cd2+

离子迁移数的测定实验报告

离子迁移数的测定——界面法 姓名：张冶学号：班级:化21 同组实验者：努尔艾力·麦麦提 实验日期：2014年12月4日提交报告日期：2014年12月7日 实验助教：王溢磊 1引言 1.1 实验目的 1.采用界面法测定H+离子的迁移数。 2.掌握测定离子迁移数的基本原理与方法。 1.2 实验原理[1] 当电流通过电解池溶液时，电极上发生化学变化，溶液中阳离子与阴离子分别向阴极和阳极迁移。若两种离子传递的电荷量分别为q+和q-，通过的总电荷量为 每种离子传递的电荷量与总电荷量之比称为离子迁移数，则阴、阳离子的迁移数分别为 且 在包含数种电解质的溶液中，t-和t+分别为所有阴、阳离子迁移数总和，一般增加某种离子浓度，其离子迁移数增加；对只含一种电解质的溶液，浓度的改变使离子间引力场改变，自然离子迁移数也改变；若温度改变，迁移数亦变化，一般温度升高时，t-和t+差别减小。 实验中采用界面法，以镉离子作为指示离子，测量一定浓度的盐酸溶液中H+离子迁移数。在一截面均匀的垂直放置的迁移管中充满盐酸溶液，通以电流，当有Q电量的电流通过每个静止的截面时，t+Q当量的H+上行，t-Q当量的Cl-通过界面下移。假定在管的下部某处存在一个界面，界面以下没有H+而被Cd2+取代，此界面将随H+的上移而移动，界面位置可利用界面上下溶液pH值的不同，使用指示剂显色。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+向上迁移的平均速率等于界面上移速率。在某通电时间t内，界面扫过体积V，H+输送电荷数为该体积中H+带电总数，即 式中：C为H+的浓度，F为法拉第常数，电荷量以库[仑](C)计。 要想使界面保持清晰，须使界面上、下的电解质不相混合，这可 通过选择合适的指示离子在通电情况下达到，Cd2+就符合这个要求。Cd2+ 的淌度(U)较小，有 通电时，H+上行Cl-下移，Cd在Cd电极上氧化并经入溶液中生成 CdCl2，逐渐顶替HCl，在管内形成界面。由于溶液呈电中性，任意截 面都不会中断传递电流，H+迁移走后Cd2+紧随其后且两者迁移速率相等， 则

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CuSO4溶液中Cu2+和SO42-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CuSO4 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+ =(n迁/n电)t SO4 2 -=1-t Cu2+ 式中n迁表示迁移出阳极区的Cu2+的量，n原表示通电前阳极区所含Cu2+的量，n后表示通电后阳极区所含Cu2+的量，n电表示通电时阳极上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。 三、仪器与试剂 1、迁移数管1支；铜电量计1套； 移液管2支；酸式滴定管1支； 锥形瓶6个； 2、硫酸铜溶液（0.05 mol.L-1 ）；HNO3（6 mol.L-1）； 乙酸溶液（1mol.L-1）；KI溶液（10%）； 淀指示剂（0.5%）；硫代硫酸钠溶液（0.0500mol.L-1）； 四、主要实验步骤 1. 清洗迁移数管，注意活塞是否漏水。用少量硫酸铜溶液（0.05mol.L-1)淌洗两次，将该溶液充满迁移数管。（注意管中不能有气泡） 2. 用铜电量计测定通过溶液的电量。阴极和阳极皆为铜片，实验开始前用砂纸将阴极铜片磨光，再用硝酸浸洗，然后用蒸馏水洗净，晾干。称其重量（W1）。