希托夫法测定离子的迁移数
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。
希托夫实验报告
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、实验原理希托夫法是一种用于测定电解质溶液中离子迁移数的方法。
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。
在迁移管中，两电极均为Cu电极。
当电解质溶液通过电流时，Cu电极上发生氧化反应，生成Cu2+离子。
在阴极区，Cu2+离子得到电子，还原成Cu沉积在电极上。
在阳极区，SO42-离子失去电子，生成O2气体。
根据法拉第定律，反应物质的量与通过电量的关系为n = Q/F，其中n为物质的量，Q为通过电量，F为法拉第常数。
三、实验仪器1. 迁移管：用于电解质溶液的迁移实验。
2. 电量计：用于测量通过电解质溶液的电量。
3. 铜电极：用于电解质溶液的电极。
4. 电磁搅拌器：用于搅拌电解质溶液。
5. 移液管：用于准确量取电解质溶液。
四、实验步骤1. 准备实验装置，将迁移管连接好。
2. 将CuSO4溶液加入迁移管中，确保溶液充满整个迁移管。
3. 将Cu电极插入迁移管的两端，确保电极与溶液充分接触。
4. 打开电磁搅拌器，确保溶液在迁移过程中保持均匀。
5. 连接电量计，开始电解质溶液的迁移实验。
6. 记录通过电解质溶液的电量。
7. 在电解质溶液的迁移过程中，观察电极上的变化，记录Cu电极上沉积的铜量。
8. 计算Cu2+和SO42-的迁移数。
五、实验结果1. 通过电解质溶液的电量Q = 0.5C。
2. Cu电极上沉积的铜量m = 0.1g。
3. 根据法拉第定律，Cu2+的物质的量n = Q/F = 0.5C / 96485C/mol =5.19×10^-5mol。
希托夫法测定离子迁移数_演示稿_3(“溶液”相关文档)共40张
3.0.1mol·L-1KCl和 0.1mol·L-1NaCl中的Cl-迁移数是否 相同？
4.测定离子迁移数时与哪些因素有关。
实验附加内容简介
库仑计的原理 库仑计的应用 库仑计的使用说明 铜库仑计电解液的配制 电解电量的计算方法
阳极区
t = 1- t Cu2+
SO24-
本算法需要准确测定相应区域溶液的体积
计算公式（三）
在分析天平上称重得w1 ，放回库仑计中。
在分析天平上称重得w1 ，放回库仑计中。
q q n 1 附5:电解电量的计算方法
或者对应总体积V水;
-
-
析出
qt =n q / + q = n aq/ + q =+ W1+ a + - - - 电用05流蒸mo效 馏l·率水L－是冲1通洗Cu过，S测再+OS4量用溶O阴乙液24极醇荡-重淋洗量洗迁的阴移变极管21化铜两C而片u次2获; 后+得，的将每，迁克因移水而管重中阴量充极称满区量0精.－度直接影21C响u电2+流效每率克的精水度，原所始以溶必液须采用分析天平水称重。
CuSO4 固体(A.R.) 稀HNO3 （A.R.） 1mol·L-1HAC溶液
无水乙醇(A.R.)
希托夫法测定迁移数的实验装置图
实验步骤
1.准备工作 2.电解前的操作 3.电解后的操作 4.滴定溶液Cu2＋浓度
准备工作
1.准备铜库仑计
取出电极铜片在稀硝酸中稍微浸泡一下，
以除去表面的氧化层； (1)按图接好线路，通电；
预习要求
1.明确迁移数的概念； 2.掌握希托夫法实验的验证原理； 3.了解铜库仑计的正确使用；
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。
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M25、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。
希托夫法测定离子迁移数 PPT
物理化学1.希托夫法测定离子迁移数的基本原理？2.如何求电极反应的物质的量？3.如何求离子迁移的物质的量?4.当电极为惰性电极或消耗性电极时，分别如何进行物料衡算？离子的运动速率离子的电迁移率离子的迁移数Hittorf（希托夫）法界面移动法电动势法基本原理一电迁n n t B B ,离子 B 迁移的物质的量 电极反应的物质的量库仑计物料衡算实验装置二希托夫法测定离子的迁移数在Hittorf 迁移管中，用Ag电极电解AgNO3水溶液，电解前，溶液中每 1kg 水中含 43.50mmol AgNO3。
实验后，串联在电路中的银库仑计上有0.723mmolAg析出。
据分析知，通电后阳极区含 23.14g 水和1.390mmol AgNO3。
试求Ag+和NO3-的离子迁移数。
0.723mmolAg电解前43.50mmol AgNO3/1kg 水 1.007mmolAgNO3电解后1.390mmol AgNO3例题A g A g e A g e A g阳极：阴极：++→++→1、n 电= 0.723mmol 2、求n 迁：电解前后阳极区中水的量不变mmoln 007.114.23100050.43=⨯=前电解前mmoln 390.1=后电解后mmol340.0n -n n n =+=后电前迁3、求t +：470.0723.0340.0===+电迁n n t 4、求t -：530.0470.011=-=-=+-t t 希托夫法测定离子的迁移数迁电前后n n n n -+=阴极区铜离子：14(CuSO )159.62 g m olM -=⋅希托夫法测定离子的迁移数mol n 41-108771.1mol107.88g 20.0405g -⨯=⋅⨯=电mol mol g n 31107.064362.1591.1276g --⨯=⋅=前mol molg n 31106.947762.1591.1090g --⨯=⋅=后电迁前后n n n n -+=moln n n n 51011.7-⨯=-+=前电后迁0.382==+电迁n n t Cu 62.01224=-=+Cu SO t t Cue Cu =++22例题希托夫法测定离子的迁移数铜电量计-+t t ，有变化吗？铂电极铂电极-+t t ，有变化吗？PPT 模板下载：/moban/ 行业PPT 模板：/hangye/ 节日PPT 模板：/jieri/ PPT 素材下载：/sucai/PPT 背景图片：/beijing/ PPT 图表下载：/tubiao/ 优秀PPT 下载：/xiazai/ PPT 教程： /powerpoint/ Word 教程： /word/ Excel 教程：/excel/ 资料下载：/ziliao/ PPT 课件下载：/kejian/ 范文下载：/fanwen/ 试卷下载：/shiti/ 教案下载：/jiaoan/ 字体下载：/ziti/谢谢观看。
实验八 离子迁移数的测定
实验十离子迁移数的测定一、【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。
二、【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，而在阳极上金属铜溶解生成Cu 2+。
阳极反应：Cu – 2e → Cu 2+ 阴极反应：Cu 2+ + 2e → Cu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 2uC 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。
离子迁移数的测定
实际上就是电解水(为减小电阻，水中加入几滴浓 H2SO4)。
阳极:
2OH
H2O
1 2
O2
2e
阴极:
2H+→ H2 - 2e
根据法拉弟定律及理想气体状态方程，据 H2和 O2的体积得到求算电量(库仑)公式如下：
Q= 4(p-pW )VF 3RT
式中，p 为实验时大气压；pW为温度为 T 时水的饱和蒸气压；V 为 H2和 O2混合气体的体积；
四、注意事项
通过后由于 CdCl2层的形成电阻加大，电流会渐渐变小，因此应不断调节电流使其保持 不变。
五、数据处理
计算 tH 和 tCl 。讨论与解释观察到的实验现象，将结果与文献值加以比较。
六、思考题
1.本实验关键何在？应注意什么？ 2.测量某一电解质离子迁移数时，指示离子应如何选择？指示剂应如何选择？
(二)气体电量计测总电量法 (1)在小烧杯中倒入约 10mL0.1mol·dm-3HCl，加入少许甲基紫，使溶液呈深蓝色。
(2)用少许溶液洗涤迁移管后，将溶液装满迁移管，并插入 Pt 电极。
(3)打开气体电量计活塞，移动水准管使气量管液面升至上部起始刻度，关闭活塞，比
平后读取气量管液面起始刻度。
气 体 电 量 计
三、实验步骤
(1)配制 C
1 2
H
2SO4
为 0.1mol·dm-3的 H2SO4的溶液 250mL，并用标准 NaOH 溶液标定
其浓度。
(2)用 H2SO4溶液冲洗迁移管后，装满迁移管(注意:①溶液不要沾到塞子;②中间管与阴 极管、阳极管连接处不留气泡)。
(3)打开气体电量计活塞，移动水准管，使量气管内液面升到起始刻度，关闭活塞，比
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物理化学实验报告
实验题目：希托夫法测定离子的迁移数
平均室温：℃平均气压：Kpa
同组人：日期：2013-3-12
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。
当电解质溶液中通过电流时，会在两级上发生氧化和还原反应。
反应物的物质的量与通电量的关系服从法拉第定律。
设正、负离子的迁移数分别为：u+和u-。
当通电量为Q时有：
阳极电解质减少的物质的量／阴极电解质增加的物质的量= Q+／Q- = u+／u-
正、负离子的迁移电量与迁移速度成正比。
通过溶液的总电量Q等于正负离子的电量之和。
即：Q= Q+ + Q-
t+ = Q+／Q = t- = Q-／Q
在溶液中间浓度不变的条件下，分析通电前原溶液通电后阳极区溶液的浓度，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的MA的量。
通过溶液总电量Q由串联电路中的电量计测定。
可以算出t+和t-。
n迁= n电+ n后-n原
三、仪器与试剂
迁移数管1支；铜电量计1套；直流稳压电源1台
滑线电阻1台；移液管2支；滴定管1支
KI溶液（10﹪）淀粉指示剂（0.5﹪）硫代硫酸钠溶液（0.04912mol/L）HAc溶液（1 mol/L）HNO3(A.R.) 硫酸铜溶液（0.05mol/L）
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）淌洗两次，将该溶液充满迁移数管。
2. 用铜电量计测定通过溶液的电量。
阴极和阳极皆为铜片，实验前将阴极铜片用细砂纸磨光，再用稀硝酸浸洗，然后用蒸馏水洗净，晾干并称其重量（m1）。
3. 接通电源，调节变压器使阴极铜片上的电流密度为10~15mA/cm2，通电90分钟后切断电源。
取出铜电量计中部铜片用蒸馏水洗净，取出晾干并称其重量（m2）。
4. 将迁移管中的溶液分别缓慢放入已称量的锥形瓶中，再称其各瓶的重量，然后计算各溶液的净重。
5. 取部分溶液（约20 g）进行滴定，加入10%KI溶液10 mL，1 mol.L-1乙酸溶液10 mL，用标准硫代硫酸钠溶液滴定，滴至淡黄色，加入1 mL 0.5％淀粉，在滴至蓝紫色消失。
五、数据处理与结果讨论。
表１
表２
注：硫代硫酸钠溶液的浓度（0.04912mol/L）
n电=(m Cu / Mcu )×2 = (0.0244/64) ×2 = 7.625×10-3(mol)
= ( (V Na2S2O3 ×C Na2S2O3 )中间×M CuSO4) / 1000 中间区硫酸铜溶质的质量m
质
m质= （19.88×0.04912×160）/1000 = 0.1562（ｇ）／m质= ｍ阳总CuSO4／ｍ原CuSO4
由m
中CuSO4
20.018／0.1562 ＝77.6906／ｍ原CuSO4
ｍ
＝0.06062（ｇ）
原CuSO4
n始= ｍ原CuSO4／M CuSO4 = 3.7889 ×10-4 (mol)
n剩= 【( V阳Na2S2O3 ×C Na2S2O3 ×M CuSO4) ／1000】×m阳总CuSO4／m阳取CuSO4 = （21.19×0.04912×160÷1000）×(77.6906÷19.7034)
= 6.5665×10-4 (mol)
n迁= n剩+ n电–n始= 4.4857×10-3 (mol)
t+ = n迁／n电= 0.59
t- = 1- t+ = 0.41
六、实验注意事项。
1. 中间部分溶液浓度即为电解前溶液浓度。
2. 实验中的铜电极必须是纯度为99.999%的电解铜。
3. 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。
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。