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1、實(shí)驗(yàn)十五 希托夫法測(cè)定離子的遷移數(shù) 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 回 主 目 錄 返 回 1 離 子 的 電 遷 移2 離 子 的 遷 移 數(shù)3 離 子 遷 移 數(shù) 的 測(cè) 定 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 回 主 目 錄 返 回 用 惰 性 電 極 電 解 1-1價(jià) 型 電 解 質(zhì) 溶 液陽(yáng) 極 區(qū) 中 部 區(qū) 陰 極 區(qū) （ 1） r+=r-當(dāng) 離 子 遷 移 速 度 相 等 時(shí)陽(yáng)極 陰極通 電 前通 電 中 陰極陽(yáng)極陽(yáng)極 陰極通 電 后 mol2 ,2 減 少兩 極 區(qū) ： nFQQ 假 定 通 過(guò) 電 解 池 電 量 為 4F 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 回 主 目 錄 返 回 （ 2） r+=3r-
2、 ,1,3 FQFQ 陽(yáng)極 陰極通 電 前通 電 中 陰極陽(yáng)極陽(yáng)極 陰極通 電 后 mol1 mol3 減 少減 少 陰 極 區(qū) ：，陽(yáng) 極 區(qū) ： nn 通 過(guò) 電 解 池 電 量 為 4F陽(yáng) 極 區(qū) 中 部 區(qū) 陰 極 區(qū) 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 回 主 目 錄 返 回 （ 1） 導(dǎo) 電 任 務(wù) 由 正 、 負(fù) 離 子 共 同 分 擔(dān) 。（ 2） 正 、 負(fù) 離 子 搬 遷 電 量 之 比 等 于 兩 者 運(yùn) 動(dòng) 速 率之 比 ， 等 于 兩 極 區(qū) 電 解 質(zhì) 濃 度 變 化 之 比 ： 若 電 極 本 身 參 與 反 應(yīng) 也 滿 足 上 面 兩 條 規(guī) 律 。 Q Q Q nQ rQ
3、r n 陽(yáng)陰 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 回 主 目 錄 返 回 離 子 的 遷 移 數(shù) (transfernumber)B B B BBQ Qt Q Q 某 離 子 B遷 移 的 電 量 QB占 通 過(guò) 溶 液 總 電 量 Q的 分 數(shù) 。 BB 1t 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 回 主 目 錄 返 回 溶 液 中 只 有 一 種 電 解 質(zhì) 時(shí) ： Q r Ut Q Q r r U U Q r Ut Q Q r r U U 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 回 主 目 錄 返 回 希 托 夫 法 希 托 夫 法 ， 界 面 移 動(dòng) 法 和 電 動(dòng) 勢(shì) 法 可 測(cè) 定 離 子 遷 移 數(shù) 。 對(duì) 電 解 前
4、后 電 極 附 近溶 液 進(jìn) 行 物 料 衡 算 ， 即可 確 定 離 子 的 遷 移 數(shù) 。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 回 主 目 錄 返 回 若 有 n遷 molB離 子 發(fā) 生 遷 移 ， 遷 移 過(guò) 程 攜 帶 電 量 ：FZnQ BB 遷n電 molB離 子 在 電 極 上 發(fā) 生 反 應(yīng) ， 通 過(guò) 溶 液 總 電 量 ： FZnQ B電 ZB： B離 子 價(jià) 數(shù) 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) 回 主 目 錄 返 回 通 常 ， 分 析 陽(yáng) 極 區(qū) 首 先 求 出 正 離 子 遷 移 數(shù) 。I. 若 電 解 時(shí) 陽(yáng) 極 不 溶 解 ， 正 離 子 遷 出 陽(yáng) 極 區(qū) 的 量 :II. 若
5、電 解 時(shí) 陽(yáng) 極 要 溶 解 ， 則 ， 故電溶 nnt B計(jì) 算 基 準(zhǔn) ： 假 定 電 解 過(guò) 程 水 不 遷 移 。也 可 以 分 析 陰 極 區(qū) 求 出 正 離 子 遷 入 陰 極 區(qū) 的 量 ： 儀器與試劑 遷 移 數(shù) 管 1支 ； 銅 電 量 計(jì) 1套 ； 直 流 穩(wěn) 壓 電 源 1臺(tái) ； 滴 定 管 1支 ； KI溶 液 (10%) 淀 粉 指 示 劑 (0.5%) 硫 代 硫 酸 鈉 溶 液 （ 0.0500mol.L-1） HAc溶 液 (1mol.L-1) HNO3（ A.R.） 硫 酸 銅 溶 液 （ 0.05mol.L-1） 清 洗 遷 移 數(shù) 管 ， 注 意 活 塞
6、 是 否 漏 水 。 用硫 酸 銅 溶 液 淌 洗 兩 次 ， 將 該 溶 液 充 滿 遷 移 數(shù)管 。 用 銅 電 量 計(jì) 測(cè) 定 通 過(guò) 溶 液 的 電 量 。 陰 極和 陽(yáng) 極 皆 為 銅 片 ， 實(shí) 驗(yàn) 前 將 銅 電 量 計(jì) 的陰 極 銅 片 （ 中 間 部 分 ） 用 細(xì) 沙 紙 磨 光 ，然 后 用 蒸 餾 水 洗 凈 ， 晾 干 并 稱(chēng) 其 重 量（ W1） 。 接 通 電 源 ， 調(diào) 節(jié) 變 壓 器 使 陰 極 銅 片 上 的電 流 密 度 為 1015mA/cm2， 通 電 90分鐘 后 切 斷 電 源 。 取 出 銅 電 量 計(jì) 中 部 銅 片用 蒸 餾 水 洗 凈 ，
7、取 出 晾 干 并 稱(chēng) 其 重 量（ W2） 。 將 遷 移 管 中 的 溶 液 分 別 緩 慢 放 入 已 稱(chēng) 量的 錐 形 瓶 中 ， 再 稱(chēng) 其 各 瓶 的 重 量 ， 然 后計(jì) 算 各 溶 液 的 凈 重 。 取 部 分 溶 液 （ 約 20 g） 進(jìn) 行 滴 定 ， 加 入10%KI溶 液 10 mL， 1 mol.L-1乙 酸 溶 液10 mL， 用 標(biāo) 準(zhǔn) 硫 代 硫 酸 鈉 溶 液 滴 定 ，滴 至 淡 黃 色 ， 加 入 1 mL 0.5 淀 粉 ， 在滴 至 藍(lán) 紫 色 消 失 。 數(shù)據(jù)記錄與處理 根 據(jù) 前 面 例 題 的 解 答 方 法 計(jì) 算 遷 移 數(shù) 即 可 。
8、注 意 ， 中 間 部 分 溶 液 濃 度 即 為 電 解 前 溶 液 濃 度 。陽(yáng) 極 區(qū) 中 間 區(qū) 陰 極 區(qū)M瓶 /gM瓶 m液 /gM液 /gV(Na2S2O3)/mL 中 間 區(qū) ：M(CuSO4)中 =(V*M)Na2S2O3*159.6/1000M(H2O)中 =m(溶 液 ) m(CuSO4) （ M(CuSO4)/M(H2O)） 中 = 陽(yáng) 極 區(qū) ：M(CuSO4)陽(yáng) =(V*M)Na2S2O3*159.6/1000M(H2O)陽(yáng) =m(溶 液 ) m(CuSO4) （ M(CuSO4)/M(H2O)） 陽(yáng) =N遷 （ M(H2O) 中 （ M(CuSO4)/M(H2O)
9、） 中 ） n電 （ M(H2O)陽(yáng) （ M(CuSO4)/M(H2O)） 陽(yáng) ） 陰 極 區(qū) ：N遷 （ M(H2O)陰 （ M(CuSO4)/M(H2O)） 陰 n電 （ M(H2O)中 （ M(CuSO4)/M(H2O)） 中 ） 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1.實(shí) 驗(yàn) 中 的 銅 電 極 必 須 是 純 度 為 99.999%的 電解 銅 。2.實(shí) 驗(yàn) 過(guò) 程 中 凡 是 能 引 起 溶 液 擴(kuò) 散 ， 攪 動(dòng) 等 因素 必 須 避 免 。 電 極 陰 、 陽(yáng) 極 的 位 置 能 對(duì) 調(diào) ， 遷移 數(shù) 管 及 電 極 不 能 有 氣 泡 ， 兩 極 上 的 電 流 密 度不 能 太 大 。3.本 實(shí) 驗(yàn) 由 銅 庫(kù) 侖 計(jì) 的 增 重 計(jì) 算 電 量 ， 因 此 稱(chēng)量 及 前 處 理 都 很 重 要 ， 需 仔 細(xì) 進(jìn) 行 。4.實(shí) 驗(yàn) 完 畢 應(yīng) 盡 快 將 各 區(qū) 的 溶 液 放 入 到 錐 形 瓶中 ， 以 避 免 溶 液 的 擴(kuò) 散 。
希托夫法測(cè)定離子的遷移數(shù)課件.ppt
