实验一、希托夫法测定离子迁移数ppt课件

1、 希托夫法测定希托夫法测定 离子迁移数离子迁移数 实验五实验五1.1.掌握希托夫法测定离子迁移数的原理、方法掌握希托夫法测定离子迁移数的原理、方法2.2.学习库仑计的运用原理及运用方法学习库仑计的运用原理及运用方法3.3.测定测定CuSO4CuSO4溶液中溶液中Cu2+Cu2+和和SO42-SO42-的迁移数的迁移数 有电流经过解质溶液时，溶液中正、负离子分有电流经过解质溶液时，溶液中正、负离子分别会发生迁移。假假设正、负离子传送的电量别会发生迁移。假假设正、负离子传送的电量分别为分别为Q-Q-和和Q+ Q+ ，经过的总电量，经过的总电量Q = q+ + q-Q = q+ + q-离子迁移数离

2、子迁移数: : t+ = q+ t+ = q+Q =nQ =n迁，迁，+/n+/n总总 t- = q- t- = q-Q = nQ = n迁，迁，- /n- /n总总 t+ t- /BBBtqQIIn 离子迁移数与浓度、温度、溶剂的性质有关. n离子迁移数可以直接测定，方法有希托夫法、界面挪动法和电动势法等。 电极上发生的反响的量可用电极上发生的反响的量可用法拉第定律求算。法拉第定律求算。 电解后，阴、阳两极区浓电解后，阴、阳两极区浓度都改动，中间区浓度不变。度都改动，中间区浓度不变。 希托夫法假定，电解前、希托夫法假定，电解前、后溶液中溶剂水的量不发生后溶液中溶剂水的量不发生改动。改动。 希

3、托夫法测定的两个假定希托夫法测定的两个假定1溶剂不导电。溶剂不导电。2离子不水化。离子不水化。 这种不思索水合景象测得的迁移数这种不思索水合景象测得的迁移数称为希托夫迁移数称为希托夫迁移数( (或者称为表观迁移数或者称为表观迁移数) )。未通电前未通电前通电时，通电时，离子迁移离子迁移通电后通电后Cu2+ + e Cu2+ + e CuCu1212Cu- e Cu- e Cu2+ Cu2+ 1212Cu2+ : n后后 = n始始+ n迁移迁移,+ - n析出析出SO42-：n后后 = n始始+ n迁移迁移,-希托夫法测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数：1. 在溶液中间区浓度不变

4、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，比较等分量溶剂所含CuSO4的量，可计算出通电后迁移出阳极区或阴极区的CuSO4的物质的量n始和n后。2. 经过溶液的总电量Qn电由串联在电路中的电量计测定。可算出t+和t-。希托夫迁移管希托夫迁移管铜库仑计铜库仑计精细稳流电源精细稳流电源分析天平分析天平碱式滴定管及支架碱式滴定管及支架砂纸砂纸锥形瓶锥形瓶150ml 5150ml 5个个 50ml 3 50ml 3个个移液管移液管烧杯烧杯电吹风电吹风0.05moll-1CuSO4溶液溶液0.0500moll-1 Na2S2O3 溶溶液液 6moll-1HNO3溶液溶液 10%KI溶液

5、溶液 1molL-1HAC溶液溶液淀粉指示剂淀粉指示剂 无水乙醇无水乙醇(A.R.)硫酸铜电解液：硫酸铜电解液：100mL水水+ 10克克CuSO4 + 5mL浓硫酸浓硫酸 +5mL乙醇乙醇1.1.预备铜库仑计预备铜库仑计 取出中间阴极铜片用细砂纸磨光，除去氧取出中间阴极铜片用细砂纸磨光，除去氧化层，用水冲洗，在化层，用水冲洗，在6moll-1HNO36moll-1HNO3硝酸中略硝酸中略微浸泡微浸泡3 3分钟，以进一步除去外表的氧化层分钟，以进一步除去外表的氧化层假设不是氧化特厉害，直接浸酸；用蒸馏假设不是氧化特厉害，直接浸酸；用蒸馏水冲洗，再用乙醇淋洗阴极铜片水冲洗，再用乙醇淋洗阴极铜片;

6、 ;用电吹风将用电吹风将阴电极片吹干。其他铜电极，按照一样方法处阴电极片吹干。其他铜电极，按照一样方法处置。置。 注注: :吹干时，温度不能太高，以免铜氧化。吹干时，温度不能太高，以免铜氧化。 在分析天平上称重阴极铜片得在分析天平上称重阴极铜片得w1 w1 。 将库仑计中，注满硫酸铜电解液，将处置好的将库仑计中，注满硫酸铜电解液，将处置好的阴阳极铜片放回。阴阳极铜片放回。2.2.预备迁移管预备迁移管 用蒸馏水洗三次，检漏。用蒸馏水洗三次，检漏。 用少量用少量0.05molL0.05molL1CuSO41CuSO4溶液荡洗迁移管两溶液荡洗迁移管两次后，将迁移管中充溢次后，将迁移管中充溢0.05m

7、olL0.05molL1CuSO41CuSO4溶溶液，不能有气泡，上面两活塞处于导通形状，液，不能有气泡，上面两活塞处于导通形状，垂直固定迁移管。垂直固定迁移管。3.3.电解过程电解过程 (1) (1)按图接好线路，通电；按图接好线路，通电； (2) (2)坚持电流在坚持电流在18-18- mA( mA(稳流电解法；稳流电解法； (3) (3)通电通电1.5 1.5 小时后，停顿通电，同时封锁迁移管上端活小时后，停顿通电，同时封锁迁移管上端活塞。塞。等待电解的等待电解的1.51.5个小时需求做的任务：个小时需求做的任务：滴定原始溶液滴定原始溶液Cu2+Cu2+浓度浓度 (1) (1)取取10m

8、L 0.05moll-1CuSO410mL 0.05moll-1CuSO4溶液溶液 参与参与:10%KI:10%KI溶溶液液3mL3mL和和1molL-1HAc1molL-1HAc溶液溶液4mL4mL，置于暗处，置于暗处5-10min,5-10min, (2) (2)用用0.0500mol/L0.0500mol/L规范硫代硫酸钠溶液滴定滴至淡黄色规范硫代硫酸钠溶液滴定滴至淡黄色; ; (3) (3)参与参与1mL1mL淀粉指示剂再滴至蓝紫色消逝淀粉指示剂再滴至蓝紫色消逝, , 记下记下Na2S2O3 Na2S2O3 溶液溶液 的体积的体积V1V1。平行测两次，取平均值为。平行测两次，取平均值为

9、Cu2+ Cu2+ 原始浓度。原始浓度。希托夫法测定迁移数的实验安装图希托夫法测定迁移数的实验安装图4.4.分别溶液分别溶液 用三个曾经称重的用三个曾经称重的50ml50ml碘量瓶置于希托夫迁移管阴、碘量瓶置于希托夫迁移管阴、阳、中极部下端，立刻翻开活塞阳、中极部下端，立刻翻开活塞, ,同时放出三个极部同时放出三个极部的溶液，称重，分别记录总质量。的溶液，称重，分别记录总质量。 5.5.称重库仑计阴极称重库仑计阴极 将库仑计中的阴极铜片取出，先用蒸馏水冲洗，再用乙将库仑计中的阴极铜片取出，先用蒸馏水冲洗，再用乙醇淋洗，吹干，在分析天平上称重得醇淋洗，吹干，在分析天平上称重得W2W2。6.6.分

10、别滴定待测溶液的分别滴定待测溶液的Cu2Cu2离子浓度离子浓度 (1) (1) 从刚刚的中极部的溶液中，移取从刚刚的中极部的溶液中，移取10ml10ml置于枯燥的曾经称重的置于枯燥的曾经称重的150ml150ml碘量瓶中，称重，记录碘量瓶中，称重，记录10ml10ml溶液的质量。溶液的质量。 (2) (2) 向中间极部的向中间极部的10mL 10mL 溶液中，参与溶液中，参与:10%KI:10%KI溶液溶液3mL3mL和和1molL-1molL-1HAc1HAc溶液溶液4mL4mL，置于暗处，置于暗处5-10min,5-10min,用用0.0500mol/L0.0500mol/L规范硫代硫酸钠

11、规范硫代硫酸钠溶液滴定滴至淡黄色溶液滴定滴至淡黄色; ;参与参与1mL1mL淀粉指示剂再滴至蓝紫色消逝淀粉指示剂再滴至蓝紫色消逝, , 记记下下Na2S2O3 Na2S2O3 溶液溶液 的体积的体积V2V2。 (3) (3)按照一样的方法，滴定阴极部和阳极部的溶液，记录体积为按照一样的方法，滴定阴极部和阳极部的溶液，记录体积为V3 V3 和和V4V4。1.1.将所测数据列表将所测数据列表 室温室温 ； 大气大气压压 ； 铜库仑计阴极电解前的质量铜库仑计阴极电解前的质量(w1):(w1): g g； 铜库仑计阴极电解后的质量铜库仑计阴极电解后的质量(w2):(w2): g g； 电解的电流电解的

12、电流值值: : mA: mA: 电解的时间电解的时间: : h.h.3. 3. 各溶液各溶液10ml10ml的质量与浓度关系的质量与浓度关系: :150ml碘量瓶W0(g)碘量瓶溶液W1(g)溶液W2(g)VS2O32-(ml)原始溶液中间溶液阳极溶液阴极溶液2. 2. 各极部溶液总质量各极部溶液总质量: :溶液质量50ml 碘量瓶W0 (g)瓶+溶液W1 (g)中极部阴极部阳极部1.计算实践析出量计算实践析出量n析出和总迁移电量析出和总迁移电量n总；总；2.以以10ml溶液中溶液中Cu2+的浓度及含水量的浓度及含水量, 换算出相应电极区中水的总量换算出相应电极区中水的总量 W水，水，n后后 和和n前前;3.分别计算阳极区和阴极区离子的迁移数分别计算阳极区和阴极区离子的迁移数 tSO42-和和t Cu2+ ;再比较差别再比较差别./nnnnttwt2+2+CuCu2+Cu2-2+SOCu4+ =1-=水水析析出出阴阴极极区区原原始始溶溶液液析析出出每每克克水水每每克克水水本算法需求准确称得相应区域溶液的质量本算法