希托夫法测定离子的迁移数 - 一、目的

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1、希托夫法测定离子的迁移数一、目的1、掌握希托夫法测定电解质溶液中离子迁移数的基本原理和操作方法。2＋2－2、测定CuSO4溶液中Cu和SO4的迁移数。二、基本原理当电解质溶液通过电流时，在两电极上发生氧化和还原反应，反应物质的量与通过电量的关系服从法拉第定律。同时，在溶液中的正。负离子分别向阴、阳两极迁移，电解的结果是两极区的溶液浓度发生了变化。用两个惰性电极通点于1－1型电解质MA溶液时，电极反应只是离子放电。设正、负离子的迁移速度为u+和u-，当通过电量为Q法拉第时，有下列关系式：阳极区电解质减少的物质的量Qu++＝=（1）阴极区电解质减少的物质的量Qu−−其中Q+是

2、正离子所迁移的电量，Q－是负离子所迁移的电量。阳极区MA减少的物质的量（以下简称量等于迁出阳离子的量，即等于阳离子搬运的电量（法拉第）；阴极区MA减少的量等于迁出阴离子的量，即等于阴离子搬运的电量（法拉第）。正、负离子所迁移的电量于迁移速度成正比。通过溶液的总电量Q等于正、负离子所搬运的电量Q+和Q－之和，即Q=Q++Q－（2）Q值（法拉第）可由电量计阴极上沉积出物质的量求出。根据迁移数的定义，某离子的迁移数就是该离子搬运的电量与通过的总电量之比，可得：Q+阳极区MA减少的量（3）t==+Q铜电量计阴极上沉积出铜的量Q阴极区MA减少的量－t==（4）－Q铜电量计阴极上沉积

3、出铜的量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MA的量，可计算出通电后迁移出阳极区（或阴极区）的MA的量。通过溶液的总电量Q，由串联在电路中的电量计测定。根据（3），（4）式可计算出t+和t－。2＋在迁移管中，两电极均为铜电极，其中放入CuSO4溶液。通电时，溶液中的Cu在阴极2＋2＋上发生还原，而在阳极上金属铜溶解生成Cu。因此，通电时一方面阳极区有Cu迁出，另2＋一方面电极上Cu溶解生成Cu，因而有：n迁＝n原+n电－n后（5）n迁t2+=，t2−=1−t2+（6）CunSO4Cu电2＋2＋式中：n迁表示

4、迁移出阳极区的Cu的量；n原表示通电前阳极区所含Cu的量；n后表示通电2＋2＋后阳极区所含Cu的量；n电表示通电时阳极上Cu溶解（转变为Cu）的量，也等于铜电量计阴极上析出铜。可以看出，希托夫法测定离子的迁移数至少包括两个假定：1电的输送者只是电解质的离子，溶剂水不导电，这一点与实际情况接近。2不考虑离子水化现象。实际上正、负离子所带水量不一定相同，因此电极区电解质浓度的改变，部分是由于水迁移所引起的。这种不考虑离子水化现象所测得的迁移数称为希托夫迁移数。三、仪器与试剂希托夫离子迁移数测定装置1套锥形瓶6只移液管（25mL）3只标准溶液：H2SO4（A.R.）；CuSO4

5、0.05moL/LC2H5OH(A.R.)CuSO4·5H2O(A.R.)四、实验步骤1、清洗迁移管。注意活塞是否漏水。用少量0.05mol/LCuSO4溶液荡洗两次，用该溶液充满迁移管，注意管中不能有气泡。2、用铜电量计测定通过溶液的电量。阴极和阳极为铜片。实验前将铜阴极用稀硝酸浸2洗，蒸馏水冲洗后，在上述电镀电流密度为10－15mA/cm间，0.5－1小时后，取出铜阴极，用蒸馏水冲洗，乙醇润湿后用热风吹干，冷却后称重（W1）。23、接通电源，仔细调节使阴极电流密度在10－15mA/cm间，通电1小时后切断电源，迅速关闭迁移管的活塞，取出电量计中的阴极铜片，用蒸馏水冲洗

6、，乙醇润湿后用热风吹干，冷却后称重（W2）。4、打开迁移管阳极底部活塞，将阳极区溶液放入已知质量的、干燥的50mL锥形瓶中称重（准确至0.01g）。再取25mL准确称重。取该溶液在690nm处测定吸光度。5、取原CuSO4溶液测定吸光度。取25mL准确称重。6、取通电后中间区CuSO4溶液，测定吸光度。五、数据记录和处理W−W211、根据铜电量计阴极铜片在通电前后的质量差，按n电＝计算n电，式中MCu是MCu铜的摩尔质量。2、由通电后整个阳极区溶液重，及25mL阳极区溶液重。结果计算出n后和溶剂水的质量。3、计算出原溶液中与阳极区同质量溶剂相当的CuSO4的量n原。4、根

7、据（5）式计算n迁。2＋2－5、根据（6）式计算tCu和tSO4。