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离子迁移数的测定实验报告

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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:张腾学号:864班级:化21

同组实验者:田雨禾

实验日期:20__年12月4日

提交报告日期:20__年12月6日

实验助教:王

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=++

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++=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

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

Cd2+

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