实验一、希托夫法测定离子迁移数.ppt

希托夫法测定  离子迁移数 一、实验目的 二、实验原理 有电流通过解质溶液时，溶液中正、负离子分别会发生迁移。假若正、负离子传递的电量分别为Q-和Q+ ，通过的总电量Q = q+ + q- 离子迁移数: t+ = q+／Q =n迁，+/n总 t- = q-／Q = n迁，- /n总 离子迁移数与浓度、温度、溶剂的性质有关. 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。 电极上发生的反应的量可用法拉第定律求算。 电解后，阴、阳两极区浓度都改变，中间区浓度不变。 希托夫法假定，电解前、后溶液中溶剂水的量不发生改变。 希托夫法测定的两个假定 （1）溶剂不导电。 （2）离子不水化。 测定离子迁移数的原理 希托夫法测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数： 1. 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CuSO4的量，可计算出通电后迁移出阳极区（或阴极区）的CuSO4的物质的量n始和n后。 2. 通过溶液的总电量Q（n电）由串联在电路中的电量计测定。可算出t+和t-。 三、仪器及试剂 希托夫迁移管 铜库仑计 精密稳流电源 分析天平 碱式滴定管及支架 砂纸 锥形瓶（150ml 5个 50ml 3个） 移液管 烧杯 电吹风 0.05mol·l-1CuSO4溶液 0.0500mol·l-1 Na2S2O3 溶液 6mol·l-1HNO3溶液 10%KI溶液 1mol·L-1HAC溶液 淀粉指示剂 无水乙醇(A.R.) 硫酸铜电解液： 100mL水+ 10克CuSO4 + 5mL浓硫酸 +5mL乙醇 四、实验步骤 2.准备迁移管 用蒸馏水洗三次，检漏。 用少量0.05mol·L－1CuSO4溶液荡洗迁移管两次后，将迁移管中充满0.05mol·L－1CuSO4溶液，不能有气泡，上面两活塞处于导通状态，垂直固定迁移管。 3.电解过程 (1)按图接好线路，通电； (2)保持电流在18-２０ mA(稳流电解法）； (3)通电1.5 小时后，停止通电，同时关闭迁移管上端活塞。 等待电解的1.5个小时需要做的工作： 滴定原始溶液Cu2+浓度 (1)取10mL 0.05mol·l-1CuSO4溶液 加入:10%KI溶液3mL和1mol·L-1HAc溶液4mL，置于暗处5-10min, (2)用0.0500mol/L标准硫代硫酸钠溶液滴定滴至淡黄色; (3)加入1mL淀粉指示剂再滴至蓝紫色消失, 记下Na2S2O3 溶液 的体积V1。平行测两次，取平均值为Cu2+ 原始浓度。 希托夫法测定迁移数的实验装置图 4.分离溶液 　 用三个已经称重的50ml碘量瓶置于希托夫迁移管阴、阳、中极部下端，立即打开活塞,同时放出三个极部的溶液，称重，分别记录总质量。 5.称重库仑计阴极 将库仑计中的阴极铜片取出，先用蒸馏水冲洗，再用乙醇淋洗，吹干，在分析天平上称重得W2。 6.分别滴定待测溶液的Cu2＋离子浓度 (1) 从刚才的中极部的溶液中，移取10ml置于干燥的已经称重的150ml碘量瓶中，称重，记录10ml溶液的质量。 (2) 向中间极部的10mL 溶液中，加入:10%KI溶液3mL和1mol·L-1HAc溶液4mL，置于暗处5-10min,用0.0500mol/L标准硫代硫酸钠溶液滴定滴至淡黄色;加入1mL淀粉指示剂再滴至蓝紫色消失, 记下Na2S2O3 溶液 的体积V2。 (3)按照相同的方法，滴定阴极部和阳极部的溶液，记录体积为V3 和V4。 五、数据记录 1.将所测数据列表 室温?? ?? ??； 大气压??? ??? ?； 铜库仑计阴极电解前的质量(w1):??? g； 铜库仑计阴极电解后的质量(w2):????? g； 电解的电流值:????? ??? mA: 电解的时间: ??????? h. 3. 各溶液10ml的质量与浓度关系: 1.计算实际析出量n析出和总迁移电量n总； 2.以10ml溶液中Cu2+的浓度及含水量, 换算出相应电极区中水的总量 W水，n后 和n前; 3.分别计算阳极区和阴极区离子的迁移数 tSO42-和t Cu2+ ;再比较差别. 计算公式 七、实验注意事项 1.如果中间区的浓度改变大