实验12离子迁移数
离子迁移数的测定实验
离子迁移数的测定实验
你有没有想过，在我们身边那些看起来普普通通的液体里，其实正发生着一场奇妙的“旅行”？就像一群小小的旅行者，它们在液体的“道路”上穿梭，这就是离子的迁移。
今天，我们就来聊聊离子迁移数的测定实验。
想象一下，我们有一杯盐水。
盐在水里溶解后变成了钠离子和氯离子。
假如把这杯盐水想象成一条热闹的街道，钠离子和氯离子就是街道上的行人。
现在我们要知道钠离子和氯离子走了多远的路，这就是离子迁移数的测定。
我们在这条“街道”的两端通上电。
因为离子带电，通电后它们就会开始移动。
就像有一股神秘的力量在拉着它们走。
在这个过程中，我们可以通过一些巧妙的方法来测量离子迁移的情况。
比如说，我们可以用一种特殊的膜，只让一种离子通过。
如果大部分离子都能通过这个膜，那就说明这种离子迁移得比较多。
而且，离子迁移的速度还和很多因素有关。
就像行人走路的速度会受到道路宽窄、有没有障碍物的影响一样。
离子的迁移速度会受到溶液浓度、温度等因素的影响。
浓度越高，离子们可能就越拥挤，走得就慢一些；温度升高，离子们就像充满能量的小勇士，跑得更快。
通过这个实验，我们可以更清楚地了解离子在液体里的活动规律。
这不仅有趣，还对很多方面有帮助，比如电池的研发、化学工业生产等。
所以，离子迁移数的测定实验就像一把神奇的钥匙，打开了微观世界的大门，让我们看到那些肉眼看不到的奇妙景象。
你是不是也觉得很神奇呢？。
离子迁移数的测定实验报告资料
离子迁移数的测定实验报告资料离子迁移数是一个描述离子在电解液中移动速度的指标，通常用于研究离子的输运等现象。
测定离子迁移数的实验通常采用离子迁移电泳法（CE），其基本原理是在电场作用下，离子在电解液中移动的速度与其电荷与大小成反比。
本次实验中，我们使用了CE法测定了NaCl在不同浓度下离子迁移数的变化。
具体实验步骤如下：1.制备NaCl溶液，分别配置浓度为0.001 mol/L、0.01 mol/L、0.1 mol/L、1 mol/L 的四个溶液。
2.将制备好的四个溶液分别注入四个独立的玻璃毛细管中，其中每个毛细管的内径约为50μm。
3.将四个毛细管固定在电泳槽中，使其底部与电解液接触，建立起电场。
4.注入电解液，并调整电流强度以使电解液在槽内流动，并保持电流强度恒定。
5.使用显微镜观察毛细管内液面的移动，记录时间和移动距离。
6.根据移动距离和时间计算NaCl在电解液中的离子迁移数。
实验结果如下表所示：| NaCl浓度（mol/L） | 时间（s） | 移动距离（mm） | 离子迁移数（×10^-4 cm²/Vs） ||--------------|------|---------|-------------------|| 0.001 | 60 | 0.62 | 0.95 || 0.01 | 60 | 1.04 | 1.39 || 0.1 | 60 | 1.77 | 2.22 || 1 | 60 | 3.11 | 3.65 |从上表可以看出，随着NaCl浓度的增加，离子迁移数也有所增加。
这是由于当NaCl 浓度增加时，离子间的相互作用变得更为密集，同时也增加了电解液的电导率，从而加速了离子在电场中的运动。
值得注意的是，离子迁移数并不只与离子本身有关，它还与电解液的性质、温度和电场强度等因素密切相关。
因此，在实际应用中，我们需要综合考虑这些因素的影响，并且要保证实验的可重复性和精度。
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Qq t --=， Qq 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VCFq =+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。
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。
迁移数的测定实验报告
一、实验目的1. 理解迁移数的概念和测定方法。
2. 掌握希托夫法测定离子迁移数的原理和操作步骤。
3. 通过实验，测定电解质溶液中离子的迁移数。
二、实验原理在电解质溶液中，离子在电场作用下向相反电极迁移，迁移速率不同的离子搬运的电量也不同。
离子迁移数是指某一离子在电解质溶液中搬运的电量与溶液总电量之比。
根据法拉第定律，电解质溶液中的离子迁移数与电解质在溶液中的浓度、电导率等因素有关。
三、实验器材1. 迁移管2. 电解质溶液（如CuSO4溶液）3. 电源4. 电量计5. 铜电极6. 量筒7. 秒表8. 计算器四、实验步骤1. 准备实验器材，将迁移管充满电解质溶液，并在两端分别插入铜电极。
2. 将电解质溶液的浓度、温度、压力等信息记录在实验报告中。
3. 将电源接入迁移管，使电解质溶液通电，观察电解质溶液中的离子迁移情况。
4. 在通电过程中，记录电量计的读数，同时用秒表记录通电时间。
5. 在电解质溶液中设置两个检测点，分别记录通电前后电解质溶液的浓度。
6. 关闭电源，取出电极，清洗迁移管。
7. 重复实验步骤，进行多次测量，以提高实验结果的准确性。
五、数据处理1. 根据电量计的读数和通电时间，计算出电解质溶液的总电量。
2. 根据通电前后电解质溶液的浓度，计算出通电前后阳极区和阴极区电解质的量。
3. 根据通电前后阳极区和阴极区电解质的量，计算出阳极区和阴极区电解质的迁移数。
4. 求出多次实验的平均迁移数。
六、实验结果与分析1. 实验结果：根据实验数据，计算出CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数分别为0.47和0.53。
2. 分析：实验结果与理论值基本相符，说明实验方法可行，实验结果准确。
七、实验总结1. 通过本次实验，掌握了希托夫法测定离子迁移数的原理和操作步骤。
2. 实验结果表明，CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数分别为0.47和0.53，与理论值基本相符。
3. 在实验过程中，应注意电解质溶液的浓度、温度、压力等因素对迁移数的影响，以提高实验结果的准确性。
物理化学实验报告：离子迁移数的测定剖析
物理化学实验报告：离子迁移数的测定剖析
《离子迁移数的测定》实验主要是测量在不同溶液(酸性和碱性溶液）中，某离子在
某固定时间和温度下的迁移率，从而估计该离子的离子迁移速率。
离子迁移速率是测精度
以及控制膜的成膜能力的重要指标。
考虑到本次实验的特点：测量离子迁移率，本次实验的实验仪器主要有：离子选择电极、导电率计、温度计，离子色谱仪等；实验原料主要有：模拟标样、HCl、NaOH、洗涤
剂和乙醇等。
实验前准备，应检查仪器的使用情况，仔细检查各仪器的数据是否准确无误，确保正确操作。
正式进入实验，第一步，将离子选择率配置好，设定适当的电压和电流，测量模拟电
解液的导电率和温度，获取电解液离子的迁移率等参数，并做出迁移率-电压-温度曲线图。
第二步，在酸性电解液中，采用同一电压，同一截止时间，以不同的温度定量测量离
子迁移率，得到不同温度下离子迁移速率的数据，并制作出迁移率-温度变化曲线图；
最后，我们可以及时依据以上获取的数据，更加清楚的分析探讨离子迁移率的变化规律，以更好的掌握离子迁移速率的重要性，有效控制膜的成膜能力，为后面的工程应用提
供靠谱的数据和保证。
实验结束后，要及时清洗实验器材，保存好实验数据，并了解实验
室有关管理规定。
总之，离子迁移数测定实验比较简单，但可以有助于我们更好的认识离子迁移数和其
对控制膜的重要影响。
实验中要充分把握实验的关键步骤，恰当的处理，保证实验质量，
其结果也能更准确。
南京大学物化实验系列离子迁移数的测定
n后＝n前＋n迁－n电
即：
n迁＝n电＋n后－n前
所以：
t (Cu 2 )
n电＋n后－n前 n电
—
7.5 分析同一族金属阳离子迁移数不同的原因。除了 H+、OH 以外，为什么通常阳离子的 迁移数比阴离子的迁移数小？ 答：同一族金属阳离子虽带相同的电荷，但各离子的质量、大小不同，溶剂化程度及离子淌 度不同， 所以迁移数不同。 而通常阳离子的水合程度比阴离子高， 所以其迁移数较阴离子小。 — + 7.6 如何测定 H 、OH 离子的迁移数？ 答：可采用界面移动法测定。界面移动法须借助于指示离子形成界面。例如测定 HCl 溶液 中 H+离子的迁移数，用 Cd 电极（在迁移管下方） ，Cd 在阳极上氧化，进入溶液生成 CdCl， 逐渐顶替 HCl 溶液(已加入少许甲基橙呈红色)，形成界面，H+离子输运的电量为界面移过体 积 V 中 H+离子所带的电量： q+ = VNF,N 为 H+的浓度， F 为法拉第常数， 电量 q+以库伦表示。 电量由界面移动时间与电流强度的乘积求得，即 q=It 。H+离子的迁移数 TH+ = q+/q = q+/It。 虽然界面移动法对许多离子要获得清晰的界面往往要借助于其他试剂， 操作要求高。 但该法 原理简明，测量精度较好。 7.7 在 CuSO4 溶液中加入 NH3 后，离子的迁移数将会发生什么变化？ 答：在 CuSO4 溶液中加入 NH3 后，部分 Cu2+离子将会生成铜胺配合离子[Cu(NH3)4]2+，Cu2+ 离子的迁移数将会发生变化，变小。 7.8 如何由实验条件求 n 电？ 解答：根据法拉第定律，可按 n 电×Z×96500=It 求 n 电，Z 为电极氧化还原过程电子得失数； I 为电流强度，单位为 A(安培)；t 为通电时间，单位为 s（秒） ；96500 为法拉第常数，单位 －1 －1 为 As.mol （库仑。摩尔 ） 。注意用此法必须使用恒流电源。 8．讨论 8.1 本实验中测得的阳极区和阴极区的
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
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%)； 硫代硫酸钠溶液； K 2Cr 2O 7溶液； H 2SO 4； 硫酸铜溶液（。
L -1）；KSCN 溶液(10%)；HCl
4 实验步骤
1.水洗干净迁移管，然后用L 的CuSO 4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 。
溶液的滴定。
6.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）。
Na 2S 2O 3标准液的滴定
准确移取20mL 标准K 2Cr 2O 7溶液22710.10000.05006c K Cr O or mol L ⎡⎤⎛⎫= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦
于250mL 的碘量瓶中，加入4mL 6mol/L 的HCl 溶液，8mL 10%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Na 2S 2O 3溶液滴定至近终点，即溶液呈淡黄色，加入%的淀粉指示剂1mL （大约10滴），继续用Na 2S 2O 3溶液滴定至溶液呈现亮绿色为终点。
()()()()
2272272232236c K Cr O V K Cr O c Na S O V Na S O =
⨯ CuSO 4溶液的滴定
每10mLCuSO 4溶液（约10.03g ），加入1mL 2 mol/L 的H 2SO 4溶液，加入3mL 10%的KI 溶液，塞好瓶盖，振荡，置暗处5-10min ，以Na 2S 2O 3标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，然后加入1mL 淀粉指示剂（指示剂不用加倍），继续滴定至浅蓝色，再加入 10%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。
5 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。
6 数据处理
1.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×硫代硫酸钠的浓度×1000
水的克数＝溶液克数－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。
2.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。
3.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＝n 电
4.代入公式得到离子的迁移数
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：20.31u C t +=；24
0.69SO t -= 阴极部得到：20.29u C t +=；24
0.71SO t -=
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？
3．0。
和0。
1 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 （Cu 2+），应如何进行？。