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界面移动法测定离子的迁移数 一 实验目的 1：用界面移动法测定H+的迁移数。 2：用图解积分法测定电量。 二 实验原理 界面移动法是由测定离子的运动速度以确定离子迁移数的一种方法。图为测定CA 溶液中 C + 离子的迁移数，可加入 CA 溶液做指示溶液两种溶液清晰界面。通电后， C +和 C +离子同时向阴极移动，若选择适宜的条件以使 C 离子的移动速度略小于 C + 离子的移动速度，则可观察到清晰界面的缓缓移动。若通电 nF 电量后界面移动到 ab ，则可通过溶液的浓度 C 及 ab 与 ab 间的溶液体积以计算 C + 离子的迁移数。　　若通过的电量为 nF ， 有物质的量 t + n 的 C + 离子通过界面 a ′ b ′ ，也即是在界面 ab 到 a ′ b ′ 间的全部 C + 离子通过了 a ′ b ′ 。若界面 ab 与 a ′ b ′ 间的液柱体积为 V ，溶液的浓度为 c 。界面移动法则有： t + n = Vc t + = V c / n (8.2.5)V 可由测得的玻璃管的直径与界面移动距离 aa ′ 算出；n 可由电量计测出。因此 t + 可以方便地测得。 图? 界面移动法测离子迁移数装置示意图本实验用Cd2+作为指示离子，测定0.1 mol·dm-3HCl中H+的迁移数。因为Cd2+淌度()较小，即 Cd＜U H. 在图的实验装置中，通电时，+向上迁移，Cl-向下迁移，在Cd阳极上Cd氧化，进入溶液生成CdCl2，逐渐顶替HCl溶液，在管中形成界面。 ，如经过溶液电量为QC，那么,界面向阴极移动体积为 (1) (2) 又 (3) 式中c为MA溶液的浓度 (4) 式中I为电流强度，t为通电时间。 将式(3)，式(4)代入式(2)中得到 本实验要求学生掌握迁移数, 离子淌度, 电解质, 电解池, 阳极及阴极等电化学基本概念, 了解离子导电及迁移机理. 可让学生针对H+或（OH-）迁移速率快于其它离子及影响离子迁移速率的因素进行思考与讨论。 三 实验注意事项 （1）测定管要洗净，以免其它离子干扰。往测定管中加待测液时，要小心缓慢，避免有气泡。 （2）管内溶液加到能没过电极。管上端电极为负极，下端电极为正极，外接电源时不能接反。 （3）打开开关，若电流表指针偏转，说明电路已通。若指针不偏转，说明有气泡。小心用细电线或针头排解气泡，直至形成通路。通电过程中，迁移管应避免振动通后由于CdCl2层的形成电阻加大，电流会渐渐变小 （6）恒温槽控温要严格，温度较大的波动会使积分曲线波动，影响面积的准确计算。 （7）Q=It, 电流-时间曲线下的面积即为总电量，用几个小梯形面积计算后叠加而得。 （8）镉离子有毒, 废液应倒入回收瓶中。 四 实验数据和结果 平均室温：21.6 oC 平均压强：103.15 kPa HCl浓度0.1037 mol/L 标准电阻：1 Ω 表1 25 oC界面移动距离及电流 No. (25 oC) 每次界面移动电动势/ml I/mA Q/（mA·S） tH+ V/ml t/s 1 0 0.4 3.22 2 0.5 195.5333 3.11 3 1 397.0333 2.99 4 1.5 588.25 2.91 5 2 795.0167 2.83 6 2.5 1023.083 2.74 7 3 1251.25 2.65 8 3.5 1473.05 2.58 9 4 1702.217 2.53 表2 35 oC界面移动距离及电流 No. (35 oC) 每次界面移动电动势/ml I/mA Q/（mA·S） tH+ V/ml t/s 1 0 1 3.26 2 0.5 194 3.16 3 1 427 3.05 4 1.5 592 2.98 5 2 803 2.90 6 2.5 1012 2.83 7 3 1232 2.77 8 3.5 1461 2.69 9 4 1692 2.64 10 4.5 1936 2.58 表3 40 oC界面移动距离及电流 No. (40 oC) 每次界面移动电动势/ml I/mA Q/（mA·S） tH+ V/ml t/s 1 0 1 4.52 2 0.5 142 4.3