希托夫法测定离子的迁移数 PPT
希托夫法测定离子迁移数(0002)
希托夫法测定离子迁移数希托夫法测定离子迁移数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CuSO4溶液中Cu2+和SO42-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，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Cu2+和SO42-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CuSO4溶液。
通电时，溶液中的Cu2+在阴极上发生还原析出Cu，而在阳极上金属铜溶解生成Cu2+。
对于阳极，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+，因而有式中表示迁移出阳极区或迁入阴极区的Cu2+的量，m m 表示通电前阳极区或阴极区所含Cu2+的量，表示通电后阳极区所含Cu2+的量，表示通电后阴极区所含Cu2+的量。
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，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，p p 这一点与实际情况接近。
希托夫法测定离子的迁移数
阴 极
Q 3F,Q 1F,
阳极区： n减少 3mol，阴极区： n减少 1mol
溶液中离子迁移过程的规律
（1）导电任务由正、负离子共同分担。
Q Q Q
（2）正、负离子搬迁电量之比等于两者运动速率 之比，等于两极区电解质浓度变化之比：
Q r n阳 Q r n阴
若电极本身参与反应也满足上面两条规律。
实验十五 希托夫法测定离 子的迁移数
实验目的
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。 测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移 数。
实验原理--离子的电迁移和迁移 数
1． 离子的电迁移
2． 离子的迁移数
3． 离子迁移数的测定
1.离用惰子性的电极电电迁解1移-1价(E型le电ctr解om质ig溶ra液tion of ions）
• M(CuSO4)阳=(V*M)Na2S2O3*159.6/1000 • M(H2O)阳=m(溶液)－m(CuSO4) • （M(CuSO4)/M(H2O)）阳= • N迁＝（ M(H2O)中× （
M(CuSO4)/M(H2O)）中）＋n电－（ M(H2O)阳×（M(CuSO4)/M(H2O)）阳
Q n电Z B F
tB
QB Q
n迁 n电
通常，分希析托阳极夫区法首先测求离出正子离子迁迁移移数数。
I. 若电解时阳极不溶解，正离子迁出阳极区的量 :
n迁＝n原 n剩
II. 若电解时阳极要溶解，则 n溶＝n电 ，故
n迁＝n原 n电 n剩
也可以分析阴极区求出正离子迁入阴极区的量：
n迁＝n剩 n电 n原
2. 离子的迁移数
离子的迁移数(transfer number)
实验六 ： 以希特夫法测离子迁移数
最後再由上式推出 t -。
資料來源:
Ibp塑網 /index.php?title=%E5%B8%8C%E7 %89%B9%E5%A4%AB%E6%B3%95&variant=zh-tw /p-43802414.html http://222.33.46.108/wlhx1/jiaoan/Chapter%207The%20Elect rolyte.htm /en/catalog/itm340/
•離子遷移數的定義是各離子物種所攜帶的 電流佔全部的比例
I┼ t ┼= I ┼+ I ─
I t I I
v t v t
陽極處陽離子當量數減少量
之前的公式來計算出 t+ (或 t Ag , 銀離子的遷移數)：
+
QAg QAg tAg QAg QNO 3 QTOT 又 tAg tNO 3 1 tNO 3 1 tAg
V I n Z F 2 d
V=兩電極間的電壓
儀器：
電解槽 ： 水電量計：
POWER：
三用電表：
裝置圖：
藥品：
0.1M KCl溶液 250mL 作為標準滴定液 M=74.551 D=1.987 Mp:776 ℃ (1.8638克KCl/250mL H2O) 0.1M AgNO3溶液 500mL 電解液 M=169.88 D=4.35 Mp:212℃ Bp:444℃ (8.494克AgNO3/500mL H2O)
6.電解槽、水電量計中不能有氣泡，並調整水電 量計的水柱刻度至定點與平衡管中壓力。 (溶液倒入電解槽和水電量計中，應該要沿著管壁 緩緩倒入，才不會產生氣泡堵塞。)
希托夫法测定离子的迁移数
通电后
Q Q 2F, 两极区：n减少 2mol
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离子旳电迁移
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
（2）r+ = 3r-
经过电解池电量为4F
阳极区
中部区
阴极区
通电前
阴极 阴极 阴极 阳极 阳极 阳极
通电中
通电后
Q 3F,Q 1F,
阳极区：n减少 3mol，阴极区：n减少 1mol
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STEP 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，用原则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。
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数据根据统前计面与例处题旳理解答措施计算迁移数即可。
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1.离子旳电迁移(Electromigration 文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。 of ions）
用惰性电极电解1-1价型电解质溶液
（1）r+ = r- 当离子迁移速度相等时 假定经过电解池电量为4F
阳极区
中部区
阴极区
通电前
通电中
阴极 阴极 阴极 阳极 阳极 阳极
t B计算基准：假定电解过程水不迁移。
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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； 滴定管 1支； KI溶液(10%) 淀粉指示剂(0.5%) 硫代硫酸钠溶液（） HAc溶液(1mol.L-1) HNO3（A.R.） 硫酸铜溶液（）
希托夫法测定离子迁移数
希托夫法测定离子迁移数
一、实验步骤
1、配制0.05mol/L CuSO4溶液250ml。
洗净所有容器。
用0.05mol/L CuSO4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1mol/L HNO3溶液中稍微洗涤一下，以除去表面的氧化层，用蒸馏水冲
洗后，将作为阳极的两片铜电极放入盛有镀铜液的库仑计中（镀铜液：100ml水中含15克CuSO4·5H2O,5ml浓H2SO4,5ml乙醇），将铜阴极用无水乙醇淋洗一下，吹干，在天平上称重得M1，然后放入库仑计。
3、按图接好测量线路。
接通电源，通过调节使电流在10mA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，再吹干，然后称重得M2。
5、分别将中间区、阴极区的CuSO4溶液部分取出，测其吸光度，分别得A中和A阴，查
工作曲线找到相应浓度，分别得到C前和C后。
二、实验装置连接图
1、Hb迁移管
2、阳极
3、阴极
4、库仑计
5、阴极插座
6、阳极插座
7、电极固定板
8、阴极铜片
9、阳极铜片。
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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。
离子的迁移数
希托夫法测定离子的迁移数一、实验目的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。
测定4CuSO 溶液中+2Cu 和-24SO 的迁移数。
二、实验原理当电流通过电解质溶液时，在两电极上发生氧化、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，由于正、负离子的移动速度不同，所带电荷不等，因此它们在迁移电量时所分担的份额也不同。
电解的结果是两极区的溶液浓度发生了变化。
为了表示电解质溶液中离子的特征，以及它们对溶液导电能力贡献的大小，引入离子迁移数的概念。
通 电 前通 电 放 电 后图21.1 离子电迁移示意图在两个惰性电极之间设想两个假想截面AA 、BB ，将电解池分成阳极中间区和阴极区（图21.1）。
假定电解质MA 溶液中仅含有一价正、负离子+M 和-A ，且负离子的运动速度是正离子运动速度的三倍，即+-=v v 3。
电极通电、放电后的结果是：阴极区：只剩下2个离子对，这是由于从阴极区移出三个负离子所致；阳极区：只剩下4个离子对，这是由于从阳极区移出一个正离子所致。
通过溶液的总电量Q 为正、负离子迁移电量的总和，即4个电子电量，因此可以得到如下关系：)()(-+-+==Q Q v v 负离子迁移的电荷量正离子迁移的电荷量阴极区减少的电解质阳极区减少的电解质 定义离子的迁移数为：正离子迁移数 Q Q t ++=，负离子迁移数 QQt --=，其中Q 总电量 1=+=+∴-+-+QQ Q Q t t 离子迁移数可以用希托夫法进行测定，其实验原理如图2所示，包括一个阴极管、一个阳极管和一个中间管，外电路中串联有库仑电量计（本实验中采用铜电量计），可测定通过电流的总电量。
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。
希托夫法测离子迁移数
实验结果：1.实验数据记录KPa P 22.101=大气压C T ︒=1.31温度11046.0-⋅=L mol c NaO Hm L L V SO H 68.01068.008.9898.084.110001025005.03342=⨯=⨯⨯⨯⨯=--所需浓硫酸的体积： mL V O H 10.1490.1000.2522=-=+气体电量计读数：g m 6157.495758.541915.104=-=阴极液质量：KPa p C w 49.43131=︒时：查表得：C RT VF p p Q w 08.691.3115.273314.83965001010.141049.4-22.10143)(46-3=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=）（）（则 3.。
减少的量阴极通电前后n SO H 4221 mL mV 52.49002.16157.49===ρ阴极液体积： 1330420952.01000.1010208.910.91046.02142---⋅=⨯⨯+⨯=⋅=L m ol V V c c SO H SO H NaOH NaOH 的浓度：原始133420930.01000.1010292.890.81046.02142---⋅=⨯⨯+⨯=⋅=L m ol V V c c SO H SO H NaOH NaOH 的浓度：阴极液 molV c c n SO H 430421009.11052.49)0930.00952.0()(:21--⨯=⨯⨯-=⋅-=浓度减少的量4.。
及计算离子的迁移数-+24SO H t t 848.0152.011152.008.69965001009.124244=-=-==⨯⨯=⋅=-+--SO H SO t t Q F n t思考题：1.如何保证气体电量计测得的气体体积是在大气压下的体积？答：轻弹电量管，待气体电量计气体全部逸出后，移动水准管，使水准管与量气管内液面相平，由流体静力学原理可知，此时所测气体体积即满足条件。
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（1）导电任务由正、负离子共同分担。
QQQ
（2）正、负离子搬迁电量之比等于两者运动速率 之比，等于两极区电解质浓度变化之比：
Q r n阳 Q r n阴
若电极本身参与反应也满足上面两条规律。
离子的迁移数(transfer number)
某离子B迁移的电量QB占通过溶液总电量Q的分数。
tB
QB QB QB Q
Step 1
清洗迁移数管，注意活塞是否漏水。用少量 硫酸铜溶液淌洗两次，将该溶液充满迁移数 管。
用铜电量计测定通过溶液的电量。阴极 和阳极皆为铜片，实验前将铜电量计的 阴极铜片（中间部分）用细沙纸磨光， 然后用蒸馏水洗净，晾干并称其重量 （W1）。
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 （W2）。
若有n迁mol B离子发生迁移，迁移过程携带电量：
QBn迁ZBF ZB ：B离子价数
n电mol B离子在电极上发生反应，通过溶液总电量：
Qn电ZBF
tB
QB Q
n迁 n电
通常，分析阳极区首先求出正离子迁移数。 I. 若电解时阳极不溶解，正离子迁出阳极区的量 :
n迁＝n原n剩
II. 若电解时阳极要溶解，则 n溶＝n电 ，故
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。
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。
根据前面例题的解答方法计算迁移数即可。 注意，中间部分溶液浓度即为电解前溶液浓度。
B
ห้องสมุดไป่ตู้
tB 1
B
溶液中只有一种电解质时：
tQQ QrrrUU U
tQQ － QrrrUU U
或 t r U t r U
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
希托夫法，界面移动法和电动势法可测定离子迁移数。
希托夫法
对电解前后电极附近 溶液进行物料衡算，即 可确定离子的迁移数。
阳极区
中部区
阴极区
通电前 阳
阴
极
极
通电中 阳
极
阴 极
通电后 阳
极
阴 极
Q Q 2F ,两极 n减 区 少 2m ： o
（2）r+ = 3r-
通过电解池电量为4F
阳极区
中部区
阴极区
通电前 阳
阴
极
极
通电中 阳
极
阴 极
通电后 阳
极
阴 极
Q 3F ,Q 1F ,
阳极 n 减 区 少 3 m ， ： 阴 ol 极 n 减 区 少 1 m
n迁 ＝ n原n电n剩
也可以分析阴极区求出正离子迁入阴极区的量：
n迁 ＝ n剩n电n原
t B计算基准：假定电解过程水不迁移。
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； 滴定管 1支； KI溶液(10%) 淀粉指示剂(0.5%) 硫代硫酸钠溶液（0.0500mol.L-1） HAc溶液(1mol.L-1) HNO3（A.R.） 硫酸铜溶液（0.05mol.L-1）
中间区：
M(CuSO4)中=(V*M)Na2S2O3*159.6/1000 M(H2O)中=m(溶液)－m(CuSO4) （M(CuSO4)/M(H2O)）中= 阳极区：
M(CuSO4)阳=(V*M)Na2S2O3*159.6/1000 M(H2O)阳=m(溶液)－m(CuSO4) （M(CuSO4)/M(H2O)）阳= N迁＝（ M(H2O)中× （M(CuSO4)/M(H2O)）中）＋n电
希托夫法测定离子的迁移数
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。 测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移 数。
实验原理--离子的电迁移和迁移数
1． 离子的电迁移 2． 离子的迁移数 3． 离子迁移数的测定
用惰性电极电解1-1价型电解质溶液
（1）r+ = r- 当离子迁移速度相等时 假定通过电解池电量为4F
－（ M(H2O)阳×（M(CuSO4)/M(H2O)）阳） 阴极区：
N迁＝ （ M(H2O)阴×（M(CuSO4)/M(H2O)）阴＋ n电－（ M(H2O)中× （M(CuSO4)/M(H2O)）中））