希托夫法测定离子迁移数实验报告
离子迁移数与浓度、温度
其定义式为：
tB def
IB I
t B是量纲为1的量，数值上总小于1。
由于正、负离子移动的速率不同，所带的
电荷不等，因此它们在迁移电量时所分担的分
数也不同。
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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。
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3）接线：连接好希托夫管，调节电流在10mA 左右
4）通电：通电1h，关闭活塞A、B。取出库仑 计中的铜阴极，称重记为m2.
5) AgNO3浓度分析：取中间区域和原始AgNO3 溶液25ml，分析其浓度。（如果差别太大， 则必须重做实验）
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6) 阴阳极AgNO3浓度分析：阳极和阴极区域的 溶液称重，并分析其含量
5. 思考题
如果中间区域离子浓度发生改变，为何要重做？ 通过库仑计的电流密度为什么不宜太大或太小？ 影响本实验的因素有哪些？
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4. 数据处理
1) 通入的电量，由库仑计中称重阴极质量的增加而得 2) 电解前含Ag+的物质的量n(起始）。 3) 电解后含Ag+的物质的量n(终了）。 4) 写出电极上发生的反应。 5) 判断离子迁移的方向。 6) 根据公式求出离子迁移数 tAg+
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希托夫法测定离子迁移数
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三峡大学化学与的
掌握希托夫法测定离子迁移数的原理和方法 掌握库仑计的使用 测定AgNO3中Ag+的迁移数
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；
希托夫法测定离子的迁移数
STEP 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）。
STEP 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 （W2）。
（1）r+ = r- 当离子迁移速度相等时 假定通过电解池电量为4F
阳极区
中部区
阴极区
通电前 阳
阴
极
极
通电中 阳
极
Q Q 2F ,两极 n减 区 少 2m ： o
离子的电迁移
（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
－（ 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））
实1.验实注验意中事的项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。
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（）
STEP 1
10离子迁移数的测定
2013-8-9
5 数据处理
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。
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6 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。
c Na2 S 2O3 c K 2Cr2O7 V K 2Cr2O7 V Na2 S 2O3 6
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4 实验步骤
CuSO4溶液的滴定 每10mLCuSO4溶液（约10.03g），加入1mL 2 mol/L的H2SO4溶液，加入3mL 10%的KI溶液， 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1mL淀 粉指示剂（指示剂不用加倍），继续滴定至浅蓝 色，再加入2.5mL 10%的KSCN溶液，充分摇匀 （蓝色加深），继续滴定至蓝色恰好消失（呈浅 粉白色）为终点。
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2 实验原理
迁移数在数值上可表示为：
I Q r U t I Q r r U U
负离子应有类似的表示式。如果溶液中只有 一种电解质，则：
t t 1
如果溶液中有多种电解质，共有 i 种离子，则：
t t t
离子迁移数的测定
五、实验步骤
6. 通电60min 后，迅速关闭电源，将粗、细调节旋钮逆时针 旋转到底，。 7. 取出铜库仑计中阴极，用水冲洗，无水乙醇淋洗，吹干后 称重(W2)。 8. 将中间区CuSO4溶液放入锥形瓶，测吸光度，根据吸光度计 算其浓度，若和原始浓度相差太大，则需重做。 9. 打开迁移管阳极底部活塞，将阳极区溶液放入已知质量的、 干燥的50mL锥形瓶中称重（准确至0.01g）。再取25mL准确称 重。据此可计算阳极区体积。取该溶液在590nm处测定吸光度。 10.取原CuSO4溶液测定吸光度。取25mL准确称重。
六、注意事项
1.电量计使用前应检查是否漏气。 2.通电过程中，迁移管应避免振动。 3.中间管与阴极管、阳极管连接处不留气泡。 4.阴极管、阳极管上端的塞子不能塞紧。
七、数据处理
1、根据铜库仑计中阴极的增重计算n电：
电解前W1/g 电解后W2/g
2、由通电后整个阳极区溶液重，及25mL阳极区溶液重, 计 算出n后 和溶剂水的质量。 3、计算出原溶液中与阳极区同质量溶剂相当的CuSO4的量 n原。 4、根据（1）式计算n迁，根据（2）式计算t Cu2＋和t SO42－
实验一
离子迁移数的测定
一、实验目的
★掌握希托夫法测定离子迁移数的方法；
★掌握库仑计的使用；
★测定CuSO4水溶液中Cu2+、SO42-的迁移数。
二、预习指导
1. 理解离子迁移数的概念和测量原理。 2. 了解铜库仑计测量电量的原理。 3. 了解希托夫管的构造及其测量原理。 4. 了解本实验的注意事项。
n迁 ＝ n原 + n电－ n后
（1）
（2） 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析出铜。
《物化实验报告范本》实验14离子迁移数的测定
实验14 离子迁移数的测定－界面法实验目的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和方法。
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q t Q --=， qt Q++= （1） 且 1t t +-+= （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HCl 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Cl -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 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。
物理化学实验-迁移数的测定
4、滴定. 分别取出中间区、阴阳极区的CuSO4溶液,放入已 知质量的锥形瓶中称重. 然后向上述溶液中加入10ml10% KI, 10ml 1M HAc, 用标准Na2S2O3滴定,滴至淡黄色,加入 适量淀粉指示剂,滴至蓝紫色消失.
2、铜电极处理. 将铜电极放在6MHNO3中稍微清晰一下,以 除去表面氧化层,用蒸馏水冲洗后,将作为阳极的铜电极放 入盛有镀铜液的库仑计中,将铜阴极用无水乙醇淋洗一下 吹干,在天平上称重得m1, 然后放入库仑计中.(镀铜液: 100ml水中含有15g CuSO4·5H2O, 5ml 浓H2SO4, 5ml 乙醇).
实验原理
通过溶液的总电量Q等于正、负离子所搬运的电量Q+和Q-之和， 即 Q = Q+ + QQ 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:
t+ =
Q+ Q
阳极区MA减少的量 = 铜电量计阴极上沉积出铜的量
t- =
阴极区MA减少的量 = 铜电量计阴极上沉积出铜的量
中的正负离子分别向阴、阳两极迁移,电解的结果是两极区
的溶液浓度发生了变化.用两个惰性电极通点于1-1型电解质
MA溶液时,电极反应只是离子放电。设正、负离子的迁移速
度为u+和u-，当通过电量为Q法拉第时，有下列关系式：
阳极区电解质减少的物质的量 阴极区电解质减少的物质的量
=
Q+ Q-
离子迁移数的测定
电量计
阳极
H+ → ←SO 4 2阳极区 中间区 阴极区
U Cd 2 U H
在图 18.3 的实验装置中，通电时，Ｈ+向上迁移，Cl-向下迁移，在 Cd 阳极上 Cd 氧化，进 入溶液生成 CdCl 2 ，逐渐顶替 HCl 溶液，在管中形成界面。由于溶液要保持电中性，且任一 截面都不会中断传递电流，Ｈ+迁移走后的区域，Cd2+紧紧地跟上，离子的移动速度(Ｖ)是相 等的， VCd 2 VH 由此可得：
+
-
图 18.2 希托夫法测定离子迁移数装置示意图
图 18.1 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 18.2 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，能有效地阻止扩 散，保证了中间区浓度不变的可信度。 希托夫法虽然原理简单，但由于不可避免的对流、扩散、振动而引起一定程度的相混， 所以不易获得正确结果。 必须注意希托夫法测迁移数至少包括了两个假定:(1)电量的输送者只是电解质的离子， 溶剂(水)不导电，这和实际情况较接近。(2)离子不水化。否则，离子带水一起运动，而阴阳 离子带水不一定相同，则极区浓度改变，部分是由水分子迁移所致。这种不考虑水合现象测 得的迁移数称为希托夫迁移数。
K 图 18.4 界面移动法装置图 D mA P R Pt
C d c h a
E
d′ c′ h′
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希托夫法测定离子迁移数实验报告实验目的：
通过希托夫法实验测定离子迁移数，掌握实验方法，实验步骤
和结果分析。
实验原理：
希托夫法是一种测定离子迁移数的方法。
基本原理是：溶液中
的离子促进电流的传递，因而对电化学反应的速率产生影响。
测
量电流通过溶液时，获得能够克服溶液的电阻力而流动的电量。
而溶液电阻的大小，将给出溶液的离子迁移数，即离子的运动速率。
因此，根据溶液电阻的大小可以计算出一个离子迁移数指数。
实验步骤：
1. 接通电源，将电位计设为零。
2. 用伏安计对电池进行测定，记下电池电位。
3. 在盛有过电荷盐溶液的挂有电极的玻璃管中插入银电极并用
紧固剂固定，使电极与溶液保持一定距离，并且保证电极浸没在
溶液中。
4. 测量溶液内的电压和电流，计算离子迁移数。
实验结果：
实验过程中，测量到电池电位为1.23V，测得溶液内的电流为1.5A，电势为0.5V。
按照希托夫法计算，得到离子迁移数为2。
实验分析：
实验结果表明，在该溶液中，离子迁移速率为2，说明离子在溶液中传输速度较快，能促进电流传递，为后续研究ionic compounds提供了参考。
结论：
通过实验，对希托夫法测定离子迁移数的方法进行了掌握，实验结果表明，离子迁移速率为2，这有助于为后续的相关研究提供参考和借鉴。