离子迁移数的测定.ppt

关于离子迁移数的测定一、实验目的1、掌握界面移动法测定离子迁移数的原理和方法2、掌握LQY离子迁移数测定装置的使用第2页,共24页，星期六，2024年，5月二、实验原理当电流通过含有电解质的电解池时，经过导线的电流是由电子传递，而溶液中的电流则由离子传递。如溶液中无带电离子，该电路就无法导通电流。已知溶液中的电流是借助阴、阳离子的移动而通过溶液。由于离子本身的大小、溶液对离子移动时的阻碍及溶液中其余离子的作用力等诸多因素，使阴、阳离子各自的移动速率不同，从而各自所携带的电荷量也不相同。由某种离子迁移的电荷量与通过溶液的总电荷量（Q）之比称为该离子的迁移数。而上式中q+和q-分别是阴、阳离子各自迁移的电荷量。阴、阳离子的迁移数分别为第3页,共24页，星期六，2024年，5月二、实验原理显然当电解质溶液中含有数种不同的阴、阳离子时，t-和t+分别为所有阴、阳离子迁移数的总和。第4页,共24页，星期六，2024年，5月第5页,共24页，星期六，2024年，5月第6页,共24页，星期六，2024年，5月(a)(b)第7页,共24页，星期六，2024年，5月第8页,共24页，星期六，2024年，5月二、实验原理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，近年来这种方法已经代替了第一类方法。所使用的两种电解质必须具有同一种离子。其原理如下：实验在如图所示的迁移管中进行。设Mz+为欲测的阳离子，为指示阳离子。为了保持界面清晰，防止由于重力而产生搅动作用，应将密度大的溶液放在下面。当有电流通过溶液时，阳离子向阴极迁移，原来的界面aa’上移，经过一定时间到达bb’。设V为aa’和bb’间的体积，为Mz+的迁移数。迁移管中的电位梯度第9页,共24页，星期六，2024年，5月二、实验原理据定义有：式中：F为法拉第常数；c为1/zMz+的物质的量浓度；Q为通过溶液的总电量；V为界面移动的体积，可用称量充满aa’和bb’间的水的质量校正之。本实验用Cd2+作为指示离子，测定两种HCl中H+的迁移数。因为Cd2+淌度（U）较小，即。在上面的实验装置中，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CdCl2，逐渐顶替HCl，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，第10页,共24页，星期六，2024年，5月二、实验原理由此可得：即在CdCl2溶液中电位梯度是较大的，因此若H+因扩散作用落入CdCl2溶液层。它就不仅比Cd2+迁移得快，而且比界面上的H+也要快，能赶回到HCl层。同样若任何Cd2+进入低电位梯度HCl溶液，它就要减速，一直到它们重又后于H+为止，这样界面在通电过程中保持清晰。第11页,共24页，星期六，2024年，5月二、实验原理298.15K不同浓度水溶液中正离子的迁移数第12页,共24页，星期六，2024年，5月三、仪器和试剂LQY离子迁移数测定装置（南京桑力电子设备厂）秒表迁移管铜丝铁架台滴管2个50mL烧杯2个HCl0.085（或0.1000)mol·dm-3HCl0.0425mol·dm-3甲基紫(或甲基橙)第13页,共24页，星期六，2024年，5月三、仪器和试剂界面移动法测定迁移数一般线路图1.毫安表2.开关3.电源4.可变电阻