1、实验十五 希托夫法测定离子的迁移数,实验目的,掌握希托夫法测定电解质溶液中离子迁移数的某本原理和操作方法。 测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数。,1 离子的电迁移,2 离子的迁移数,3 离子迁移数的测定,实验原理-离子的电迁移和迁移数,用惰性电极电解1-1价型电解质溶液,1.离子的电迁移(Electromigration of ions）,阳极区 中部区 阴极区,（1）r+ = r- 当离子迁移速度相等时,假定通过电解池电量为4F,（2）r+ = 3r-,离子的电迁移,通过电解池电量为4F,阳极区 中部区 阴极区,溶液中离子迁移过程的规律,（1）导电任务由正、负离子共同分担。,（
2、2）正、负离子搬迁电量之比等于两者运动速率之比，等于两极区电解质浓度变化之比：,若电极本身参与反应也满足上面两条规律。,2. 离子的迁移数,离子的迁移数(transfer number),某离子B迁移的电量QB占通过溶液总电量Q的分数。,离子的迁移数,溶液中只有一种电解质时：,3.离子迁移数的测定,希托夫法,希托夫法，界面移动法和电动势法可测定离子迁移数。,对电解前后电极附近溶液进行物料衡算，即可确定离子的迁移数。,若有n迁mol B离子发生迁移，迁移过程携带电量：,n电mol B离子在电极上发生反应，通过溶液总电量：,希托夫法测离子迁移数,ZB ：B离子价数,希托夫法测离子迁移数,通常，分析
3、阳极区首先求出正离子迁移数。,I. 若电解时阳极不溶解，正离子迁出阳极区的量 :,II. 若电解时阳极要溶解，则 ，故,t B计算基准：假定电解过程水不迁移。,也可以分析阴极区求出正离子迁入阴极区的量：,仪器与试剂,迁移数管 1支； 铜电量计 1套； 直流稳压电源 1台； 滴定管 1支； KI溶液(10%) 淀粉指示剂(0.5%) 硫代硫酸钠溶液（0.0500mol.L-1） HAc溶液(1mol.L-1) HNO3（A.R.） 硫酸铜溶液（0.05mol.L-1）,Step 1,清洗迁移数管，注意活塞是否漏水。用少量硫酸铜溶液淌洗两次，将该溶液充满迁移数管。,Step 2,用铜电量计测定通过
4、溶液的电量。阴极和阳极皆为铜片，实验前将铜电量计的阴极铜片（中间部分）用细沙纸磨光，然后用蒸馏水洗净，晾干并称其重量（W1）。,Step 3,接通电源，调节变压器使阴极铜片上的电流密度为1015mA/cm2，通电90分钟后切断电源。取出铜电量计中部铜片用蒸馏水洗净，取出晾干并称其重量（W2）。,Step 4,将迁移管中的溶液分别缓慢放入已称量的锥形瓶中，再称其各瓶的重量，然后计算各溶液的净重。,Step 5,取部分溶液（约20 g）进行滴定，加入10%KI溶液10 mL，1 mol.L-1乙酸溶液10 mL，用标准硫代硫酸钠溶液滴定，滴至淡黄色，加入1 mL 0.5淀粉，在滴至蓝紫色消失。,数
5、据记录与处理,根据前面例题的解答方法计算迁移数即可。 注意，中间部分溶液浓度即为电解前溶液浓度。,中间区： M(CuSO4)中=(V*M)Na2S2O3*159.6/1000 M(H2O)中=m(溶液)m(CuSO4) （M(CuSO4)/M(H2O)）中= 阳极区： M(CuSO4)阳=(V*M)Na2S2O3*159.6/1000 M(H2O)阳=m(溶液)m(CuSO4) （M(CuSO4)/M(H2O)）阳= N迁（ M(H2O)中 （M(CuSO4)/M(H2O)）中）n电（ M(H2O)阳（M(CuSO4)/M(H2O)）阳） 阴极区： N迁 （ M(H2O)阴（M(CuSO4)/M(H2O)）阴 n电（ M(H2O)中 （M(CuSO4)/M(H2O)）中）,实验注意事项,1.实验中的铜电极必须是纯度为99.999%的电解铜。 2.实验过程中凡是能引起溶液扩散，搅动等因素必须避免。电极阴、阳极的位置能对调，迁移数管及电极不能有气泡，两极上的电流密度不能太大。 3.本实验由铜库仑计的增重计算电量，因此称量及前处理都很重要，需仔细进行。 4.实验完毕应尽快将各区的溶液放入到锥形瓶中，以避免溶液的扩散。,
