《物化实验》离子迁移数的测定

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1、实验14离子迁移数的测定——界面法吕婉晴2011012333生13同组实验者：谢鹏阳实验日期：2013年10月16日提交报告H期：2013年10月22H带实验的老师：王冬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别向阳极与阴极迁移，两种离子传递的电荷塑分别为q+和q・，通过的总电塑为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./Qo离子迁移数会随温度、离子浓度的改变而改变。用Cd做阳极，在电解过程中产生Cd2+作为指示离子造成界面，可

2、以只是盐酸屮氢离子的迁移，从而计算出氢离子的迁移数。2实验操作实验药品、仪器型号及测试装:已标定好的加入了甲基橙的0.1176mol/L盐酸溶液，镉电极，银电极。迁移管1只，DG0510节能型智能恒温槽1套，毫安表一只，DHD300V/50mA直流稳压稳流电源，XL-009型秒表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19.1°C,湿度36.1%,大气压：102.12kPao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面光亮，用加了儿滴甲基

3、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，并在电路中串联入毫安表。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,至界面移动到距零刻度2厘米处后，调节电流至4mA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及电流表上显示的电流值。直到界面移动至0.5mL的刻度时为止，关闭输出。2)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，调节电压至电流为6-7mA,待界面到第一个刻度吋开始计吋，之后每隔1min记录电流值。并且当界面移动到大刻度时，也记录下对应

4、的时间和电流值。直到界面移动到笫五个刻度。3)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，再观察之。4)实验完成，拆卸装置，用蒸镭水润洗并加满迁移管，整理实验台。5)做数据处理，讨论所观察到的实验现象。2.3.2注意事项1)要预先打开恒温水浴槽，保证反应温度的稳定。2)要提前检查电极，避免电极被氧化，实验前打磨电极去除氧化层。3)往迁移管屮灌装盐酸溶液时，要避免产生气泡，否则会产生断路，可以通过快速灌流来避免气泡的产生。4)要防止迁移管内两层间的对流和扩散。因而要保持迁移管内温度的均匀，通电电流不宜过大，实验时I'可不宜过长。3结果与讨论3.1原始实验

5、数据3.1恒流实验(1=3.7mA)表1恒流(1=3.7mA)实验中界面至相关刻度时对应的吋间及电流值界面位置迁移时间t/s电流值(mA)第一刻度(OmL)03.732第二刻度(0.15mL)9,03,,563.699第三刻度(0.2mL)12,21，，713.688第四刻度(0.3mL)17'46"373.664第五刻度(0.4mL)23'29"313.648第六刻度(0.5mL)29'52"913.6453.1.2恒压实验(U=124V)表2恒压(U=124V)实验中每lmin的电流值记录迁移吋间t/min电流值I/mA迁移时间t/min电流值I/mA迁移吋间t/min

6、电流值I/mA05.785104.009203.33715.34011.53.885213.28825.140123.84422.833.19934.956133.76823.1673.18344.846143.69524」673.14154.841153.626253.10564.553163.564263.06274.38517.673.463273.01984.281183.443282.98294.18819.333.373表3恒压(U=124V)实验中界面至相关刻度时对应的时间及电流值界面位置迁移时间t/s电流值(mA)第一刻度(OmL)05.785第二刻度(Om

7、L)4T9'T44.905第三刻度(O.lmL)9'11"054.164第四刻度(0.2mL)15T6"893.608第五刻度(0.3mL)21'35"003.258第六刻度(0.4mL)28'32"272.9603.1.3文献数据298.15K(25°C)时，0.02mol/L的盐酸溶液中屮的离子迁移数t+=0.825山。3.1.4计算公式通过做出恒压实验中电流•时间图，做积分可得一定时间氏通过的总电荷量，将体积、时间与电荷量数据列表，根据公式t+=q+/Q=cVNa・e/Jl(t)dt求得迁移数，取平均值并与文