希托夫法测定离子迁移数_演示稿_3(精)课件.ppt

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1、希托夫（Hittorf）法测定离子迁移数实验目的与要求1.掌握希托夫法测定离子迁移数的原理、方法2.学习库仑计的使用原理及使用方法3.测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数预习要求1.明确迁移数的概念；2.掌握希托夫法实验的验证原理；3.了解铜库仑计的正确使用；仪器及试剂希托夫测定仪HTF—7B铜库仑计晶体管直流稳压电源金相砂纸（0＃）250ｍL锥形瓶CuSO4固体(A.R.)0.05mol·l-1CuSO4溶液稀HNO3（A.R.）10%KI溶液1mol·L-1HAC溶液0.5％淀粉无水乙醇(A.R.)0.0500mol·l-1NaS2O4溶液希托夫法

2、测定迁移数的实验装置图离子迁移数的概念有电流通过解质溶液时，溶液中各正、负离子分别会发生迁移。假若正、负离子传递的电量分别为q-和q+，通过的总电量Q，则Q=q++q-每种离子传递的电量与在总电量中所占的份额，就是离子迁移数。t+=q+／Qt-=q-／Qt+＋t-＝１测定离子迁移数的原理未通电前通电时，离子迁移通电后Cu2++e→CuCu-e→Cu2+以电极区迁入离子为对象阴极区内:迁入Cu2+n阴极=n原始+n迁移,+-n析出n迁移,+=q+/F=n阴极-n原始+n析出阳极区内:迁入SO42-n阳极=n原始+n迁移,-n迁移,-=q-/F=n阳极-n原始电极上发生

3、的反应的量可用法拉第定律求算。电解后，阴、阳两极区浓度都改变，中间区浓度不变。希托夫法假定，电解前、后溶液中溶剂水的量不发生改变。希托夫法测定原理希托夫法测定的两个假定（1）溶剂不导电。（2）离子不水化。这种不考虑水合现象测得的迁移数称为希托夫迁移数(或者称为表观迁移数)。实验步骤1.准备工作2.电解前的操作3.电解后的操作4.滴定溶液Cu2＋浓度准备工作1.准备铜库仑计取出电极铜片在稀硝酸中稍微浸泡一下，以除去表面的氧化层；用蒸馏水冲洗，再用乙醇淋洗阴极铜片;用电吹风等鼓风装置，将阴电极片吹干；注:吹干时，温度不能太高，以免铜氧化。在分析天平上称重得w1，放回库仑

4、计中。2.准备好迁移管用少量0.05mol·L－1CuSO4溶液荡洗迁移管两次后，将迁移管中充满0.05mol·L－1CuSO4溶液。3.电解过程(1)按图接好线路，通电；(2)保持电流在２０mA(稳流电解法）；(3)通电1小时后，停止通电。电解前的操作电解后的操作4.分离中间溶液立即打开中间区域活塞,放出溶液.注意:有效地分离三个区域的溶液，防止扩散.5.称重库仑计阴极及需要数据的对应数据(1)再次处理阴极铜片，并在分析天平上称重得W2。(2)将阴或阳极区溶液注入已知质量的锥形瓶后称重；或者准确量出所分离出的电极区溶液的准确体积。滴定Cu2＋离子实验过程6.分别滴

5、定待测溶液的Cu2＋离子浓度(1)分别取10mL各区溶液(称重或者量体积后)加入:10%KI溶液10mL和1mol·L-1乙酸溶液10mL;(2)用0.0500mol/L标准硫代硫酸钠溶液滴定滴至淡黄色;(3)加入1mL0.5％淀粉滴至蓝紫色消失,溶液呈象牙粉色。注意事项1.如果中间区的浓度改变大,实验失败2.通电过程中，迁移管应避免振动3.电解结束时,尽快分流出中间溶液,谨防各区域溶液混合4.铜库仑计阴极称量及前处理需仔细进行5.本实验的计算单位为1法拉第电量数据记　录1.将所测数据列表室温；大气压；铜库仑计电解前的质量(w1):g；铜库仑计电解后的质量(w2):

6、g；电解的电流值:mA:电解的时间:h.2各溶液的质量与浓度关系:锥形瓶重[g]锥形瓶重＋溶液重[g]溶液重量[g]VS2O32-[ml]n1/2Cu2+[mol/L]n1/2Cu2+[mol/克溶剂］原始溶液中间溶液阳极溶液阴极溶液1.计算实际析出量n析出和总迁移电量n总2.以10ml溶液中Cu2+的浓度及含水量,换算出相应电极区中水的总量W水或者对应总体积V水;3.计算离子的迁移数tSO42-或tCu2+;再比较差别.数据处理计算公式（一）本算法需要准确称得相应区域溶液的质量计算公式（二）本算法需要准确测定相应区域溶液的体积计算公式（三）本算法需得到阴、阳极两区

7、溶液的浓度数据思考题1.通过库仑计阴极的电流密度为什么不能太大？2.通过电前后中部区溶液的浓度改变，须重做实验，为什么？3.0.1mol·L-1KCl和0.1mol·L-1NaCl中的Cl-迁移数是否相同？4.测定离子迁移数时与哪些因素有关。实验附加内容简介库仑计的原理库仑计的应用库仑计的使用说明铜库仑计电解液的配制电解电量的计算方法附1：库仑计的原理库仑计就是一个特殊的电解槽;槽中通过的电量与电极上析出的产物间完全符合法拉第定律；在特制的电解液中进行电解槽本身的电流效率是100%附2:库仑计的应用由于铜库仑计制作简单，操作方便，其精度(0.5～0.05%)铜库