物化实验报告：界面法测定离子迁移数

《物化实验报告：界面法测定离子迁移数》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实验14离子迁移数的测定一一界面法李天奇2012012415生23同组实验者：高艳君实验日期：2014年11月22H提交报告Fl期：2014年11月25日带实验的老师：纪金朝1引言本实验的目的在于通过界面法测定h+的迁移数，并了解测定离子迁移数的基本原理和方法。当电流通过电解质溶液时，两极发生化学变化，溶液屮的阴阳离子分別向阳极与阴极迁移，两种离子传递的电荷量分别为q+和q・，通过的总电量为Q=q++q・则阴阳离子的迁移数分别为t+和L,其中t+=q+/Q,t_=q_/Q离子迁移数会随温度、离子浓度的改变而改变。用Cd做阳极

2、，在电解过程屮产生Cd2+为而CcP+的淌度较小，使得其可以克服离子的扩散现象而指示离子之间界面。因此可以通过计算通过的电荷量与离子迁移的体枳來得到离子迁移数。2实验操作2.1实验药品、仪器型号及测试装置示意图加入了甲基橙的0」mol/L盐酸溶液，镉电极，银电极。迁移管1只，智能恒温槽1套，毫安表一只，直流稳压稳流电源，秒表1只。图1测试装置示意图2.2实验条件（实验温度、湿度、压力等）环境条件：室温19.5°C,湿度23%,大气压：101.12kPa0反应温度：25°C2.3实验操作步骤及方法要点2.3.1步骤1）打开恒温

3、水浴槽，调至25°C。检查镉电极和银电极，分别用粗砂纸和细砂纸打磨至表血光亮，用加了几滴甲基橙的盐酸润洗迁移管两次后加满，再插入上镉电极和银电极，连接至电源的阳极和阴极输出口上，并在电路屮串联入毫安表。2）恒流实验：打开电源，调至稳流，并开始输出电流，先将电流调节至6・7mA,至界面即将移动到刻度线处后，调节电流至3mA左右。当界面移动到第一个刻度（OmL）时开始计时，记录每移动到一个界面时的时间值。直到界面移动至0.4mL的刻度时为止，关闭输出。3）恒压实验：调节电源至稳压，增大电压，待界面将要移动到第一个刻度时，调节电压

4、至电流为6・7mA,待界而到第一个刻度时开始计时，Z后每隔1min记录电流值。并且当界面移动到大刻度时，也记录下对应的时间和电流值。直到界面移动到第五个刻度。4）关闭电源开关，过数分钟后，观察界面的变化。再打开电源，过数分钟后，再观察出现的实验现象。5）实验完成，拆卸装置，用蒸锚水润洗并加满迁移管，整理实验台。6）做数据处理，讨论所观察到的实验现象。2.3.2注意事项1）要仔细使用砂纸打磨电极，避免电极被氧化，直至电极出现明显的金属光泽。2）向迁移管中灌装盐酸吋，要避免产生气泡，否则会产生断路，影响实验结果。可以将镉电极部分

5、加液滴至凸起状态，在迁移管中加满盐酸后，进行缓慢少量放液使得管川无气泡同时液面向下呈凸起状态。将两个凸起状态的部分进行镉电极的安装可以有效减少出现气泡的几率。3）要防止迁移管内两层间的对流和扩散。因而要保持迁移管竖直静止的状态，谨防摇晃，保持内部温度的均匀。3结果与讨论3.1原始实验数据3.1恒流实验(1=3.015mA)表1恒流(1=3.015mA)实验中界血至相关刻度吋对应的吋间界而位置迁移时间t/s第一刻度(OmL)0第二刻度(0」mL)405第三刻度(0.2mL)811第四刻度(0.3mL)1201第五刻度(0.4m

6、L)16033.1.2恒压实验(U=150V)表2恒压(U=150V)实验中每lmin的电流值记录迁移时间t/min电流值I/mA迁移时间t/min电流值I/mA16.159104.47925.878114.36935.629124.26345.412134.16255.218144.07365.040153.98974.883163.90984.738173.93894.602表3恒压(U=150V)实验中界面至相关刻度时对应的时间及电流值界而位置迁移时间t/s电流值(mA)第一刻度(OmL)06.159第二刻度(0」mL

7、)2045.529第三刻度(0.2mL)4394.838第四刻度(0.3mL)6974.302第五刻度(0.4mL)9973.8593.1.3实验现象在断电后发现界面出现了扩散现象，橙色液面向下扩散。再次通电后，界面迅速重新出现，难以观察到扩散现象。3.1.4文献数据298.15K(25°C)时，0」mol/L的盐酸溶液中屮的离子迁移数t+=0.831⑴。3.1.5计算公式通过做出恒压实验中电流■时间图，首先利用插值算法来逼近积分来得到一定时间内通过的总电荷量，将体积、时间与电荷量数据列表，根据公式t+=q+/Q=cVF/f

8、l(t)dt求得迁移数，取平均值并与文献值比较。通过恒流实验屮各个时间的数据，根据公式t+=q+/Q=cVF/I(t)t求得迁移数并取平均值，与文献值进行比较3・2计算的数据、结果321恒压条件下求离子迁移数使用matlab对得到的电流数据进行三次样条线插值处理并使用自适应步长进行积分处理