希托夫法測定離子的遷移數(shù)

1、物理化學(xué)實驗報告實驗題目：希托夫法測定離子的遷移數(shù)平均室溫： 平均氣壓：Kpa 同組人： 日期：2013-3-12一、實驗?zāi)康摹?. 掌握希托夫法測定電解質(zhì)溶液中離子遷移數(shù)的基本原理和操作方法。2. 測定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的遷移數(shù)。二、實驗原理。 當(dāng)電解質(zhì)溶液中通過電流時，會在兩級上發(fā)生氧化和還原反應(yīng)。反應(yīng)物的物質(zhì)的量與通電量的關(guān)系服從法拉第定律。設(shè)正、負(fù)離子的遷移數(shù)分別為：u+和u-。當(dāng)通電量為Q時有：陽極電解質(zhì)減少的物質(zhì)的量陰極電解質(zhì)增加的物質(zhì)的量 = Q+Q- = u+u-正、負(fù)離子的遷移電量與遷移速度成正比。通過溶液的總電量Q等于正負(fù)離子的電量之和。即：Q= Q+ +

2、 Q-t+ = Q+Q = t- = Q-Q 在溶液中間濃度不變的條件下，分析通電前原溶液通電后陽極區(qū)溶液的濃度，比較等重量溶劑所含MA的量，可計算出通電后遷移出陽極區(qū)的MA的量。通過溶液總電量Q由串聯(lián)電路中的電量計測定?？梢运愠鰐+ 和 t- 。n遷 = n電 + n后-n原 三、儀器與試劑遷移數(shù)管 1支； 銅電量計 1套； 直流穩(wěn)壓電源 1臺滑線電阻 1臺； 移液管 2支； 滴定管 1支KI溶液（10） 淀粉指示劑（0.5） 硫代硫酸鈉溶液（0.04912mol/L）HAc溶液（1 mol/L） HNO3(A.R.) 硫酸銅溶液（0.05mol/L）四、主要實驗步驟。1. 清洗遷移數(shù)管，注

3、意活塞是否漏水。用少量硫酸銅溶液（0.05mol/L）淌洗兩次，將該溶液充滿遷移數(shù)管。2. 用銅電量計測定通過溶液的電量。陰極和陽極皆為銅片，實驗前將陰極銅片用細(xì)砂紙磨光，再用稀硝酸浸洗，然后用蒸餾水洗凈，晾干并稱其重量（m1）。3. 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。取出銅電量計中部銅片用蒸餾水洗凈，取出晾干并稱其重量（m2）。4. 將遷移管中的溶液分別緩慢放入已稱量的錐形瓶中，再稱其各瓶的重量，然后計算各溶液的凈重。5. 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

4、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。五、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果討論。表m反應(yīng)前銅電極(g)硫酸銅溶液mol/Lm電解后銅電極(g)銅增加(g)34.28210.0534.30650.0244表注：硫代硫酸鈉溶液的濃度（0.04912mol/L）電解后各極總?cè)芤嘿|(zhì)量（）滴定時硫酸銅溶液的質(zhì)量（）滴定時硫代硫酸鈉的體積（）陽極：77.690619.703421.19陰極：73.330120.968419.58中間：38.472120.01819.88n電 =(mCu / Mcu )×2 = (0.0244/64) ×2 = 7.625×10-

5、3(mol)中間區(qū)硫酸銅溶質(zhì)的質(zhì)量m質(zhì) = ( (VNa2S2O3 × C Na2S2O3 )中間 × M CuSO4) / 1000 m質(zhì) = （19.88×0.04912×160）/1000 = 0.1562（）由 m中CuSO4 m質(zhì) = 陽總CuSO4原CuSO420.0180.156277.6906原CuSO4原CuSO40.06062（）n始 = 原CuSO4M CuSO4 = 3.7889 ×10-4 (mol)n剩 = 【 ( V陽Na2S2O3 × C Na2S2O3 × M CuSO4) 1000】× m陽總CuSO4m陽取CuSO4 = （21.19×0.04912×160÷1000）×(77.6906÷19.7034) = 6.5665×10-4 (mol)n遷 = n剩 + n電 n始 = 4.4857×10-3 (mol)t+ = n遷n電 = 0.59 t- = 1- t+ = 0.41六、實驗注意事項。1. 中間部分溶液濃度即為電解前溶液濃度。2. 實驗中的銅電極必須是純度為99.999%的電解銅。3. 實驗過程中凡是能引起