实验一希托夫法测定离子迁移数课件

一、实验目的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-的迁移数一、实验目的1.掌握希托夫法测定离子迁移数的原理、方法1二、实验原理有电流通过解质溶液时，溶液中正、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=q++q-离子迁移数:t+=q+／Q=n迁，+/n总

t-=q-／Q=n迁，-/n总

t+

＋t-

＝１1.离子迁移数的概念二、实验原理有电流通过解质溶液时，溶液中正、负离子分别会2

离子迁移数与浓度、温度、溶剂的性质有关.离子迁移数可以直接测定，方法有希托夫法、界面移动法和电动势法等。离子迁移数与浓度、温度、溶剂的性质有关.32.希托夫法测定原理2.希托夫法测定原理4电极上发生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。希托夫法测定原理电极上发生的反应的量可用法拉第定律求算。希托夫法测定原5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)。希托夫法测定的两个假定（1）溶剂不导电。这种不考虑水6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→Cu

Cu-e→Cu2+Cu2+:n后

=n始+n迁移,+

-n析出SO42-：n后

=n始+n迁移,-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+7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，比较等重量溶剂所含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.通过溶液的总电量Q（n电）由串联在电路中的电量计测定。可算出t+和t-。希托夫法测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数：8三、仪器及试剂希托夫迁移管铜库仑计精密稳流电源分析天平碱式滴定管及支架砂纸锥形瓶（150ml5个

50ml3个）移液管烧杯电吹风0.05mol·l-1CuSO4溶液0.0500mol·l-1Na2S2O3溶液6mol·l-1HNO3溶液10%KI溶液1mol·L-1HAC溶液淀粉指示剂无水乙醇(A.R.)硫酸铜电解液：100mL水+10克CuSO4+5mL浓硫酸+5mL乙醇三、仪器及试剂希托夫迁移管0.05mol·l-1CuSO4溶91.准备铜库仑计

取出中间阴极铜片用细砂纸磨光，除去氧化层，用水冲洗，在6mol·l-1HNO3硝酸中稍微浸泡3分钟，以进一步除去表面的氧化层（如果不是氧化特厉害，直接浸酸）；用蒸馏水冲洗，再用乙醇淋洗阴极铜片;用电吹风将阴电极片吹干。其他铜电极，按照相同方法处理。注: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w1

。将库仑计中，注满硫酸铜电解液，将处理好的阴阳极铜片放回。四、实验步骤1.准备铜库仑计四、实验步骤102.准备迁移管

用蒸馏水洗三次，检漏。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，不能有气泡，上面两活塞处于导通状态，垂直固定迁移管。2.准备迁移管113.电解过程

(1)按图接好线路，通电；

(2)保持电流在18-２０mA(稳流电解法）；

(3)通电1.5小时后，停止通电，同时关闭迁移管上端活塞。等待电解的1.5个小时需要做的工作：滴定原始溶液Cu2+浓度

(1)取10mL0.05mol·l-1CuSO4溶液加入:10%KI溶液3mL和1mol·L-1HAc溶液4mL，置于暗处5-10min,

(2)用0.0500mol/L标准硫代硫酸钠溶液滴定滴至淡黄色;

(3)加入1mL淀粉指示剂再滴至蓝紫色消失,记下Na2S2O3

溶液的体积V1。平行测两次，取平均值为Cu2+

原始浓度。3.电解过程12希托夫法测定迁移数的实验装置图希托夫法测定迁移数的实验装置图134.分离溶液

用三个已经称重的50ml碘量瓶置于希托夫迁移管阴、阳、中极部下端，立即打开活塞,同时放出三个极部的溶液，称重，分别记录总质量。

5.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，再用乙醇淋洗，吹干，在分析天平上称重得W2。4.分离溶液146.分别滴定待测溶液的Cu2＋离子浓度

(1)从刚才的中极部的溶液中，移取10ml置于干燥的已经称重的150ml碘量瓶中，称重，记录10ml溶液的质量。

(2)向中间极部的10mL溶液中，加入:10%KI溶液3mL和1mol·L-1HAc溶液4mL，置于暗处5-10min,用0.0500mol/L标准硫代硫酸钠溶液滴定滴至淡黄色;加入1mL淀粉指示剂再滴至蓝紫色消失,记下Na2S2O3

溶液的体积V2。

(3)按照相同的方法，滴定阴极部和阳极部的溶液，记录体积为V3和V4。6.分别滴定待测溶液的Cu2＋离子浓度15五、数据记录1.将所测数据列表室温

；大气压

；铜库仑计阴极电解前的质量(w1):

g；铜库仑计阴极电解后的质量(w2):

g；电解的电流值:

mA:

电解的时间:

h.五、数据记录1.将所测数据列表163.各溶液10ml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.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3.各溶液10ml的质量与浓度关系:150ml碘量瓶W0(171.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，n后和n前;3.分别计算阳极区和阴极区离子的迁移数tSO42-和tCu2+

;再比较差别.六、数据处理1.计算实际析出量n析出和总迁移电量n总；六、数据处理18计算公式本算法需要准确称得相应区域溶液的质量计算公式本算法需要准确称得相应区域溶液的质量19七、实验注意事项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,关闭电源的同时关闭上端两个活塞，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。七、实验注意事项1.如果中间区的浓度改变大,实验失败。20一、实验目的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-的迁移数一、实验目的1.掌握希托夫法测定离子迁移数的原理、方法21二、实验原理有电流通过解质溶液时，溶液中正、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=q++q-离子迁移数:t+=q+／Q=n迁，+/n总

t-=q-／Q=n迁，-/n总

t+

＋t-

＝１1.离子迁移数的概念二、实验原理有电流通过解质溶液时，溶液中正、负离子分别会22

离子迁移数与浓度、温度、溶剂的性质有关.离子迁移数可以直接测定，方法有希托夫法、界面移动法和电动势法等。离子迁移数与浓度、温度、溶剂的性质有关.232.希托夫法测定原理2.希托夫法测定原理24电极上发生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。希托夫法测定原理电极上发生的反应的量可用法拉第定律求算。希托夫法测定原25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)。希托夫法测定的两个假定（1）溶剂不导电。这种不考虑水26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→Cu

Cu-e→Cu2+Cu2+:n后

=n始+n迁移,+

-n析出SO42-：n后

=n始+n迁移,-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+27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，比较等重量溶剂所含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.通过溶液的总电量Q（n电）由串联在电路中的电量计测定。可算出t+和t-。希托夫法测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数：28三、仪器及试剂希托夫迁移管铜库仑计精密稳流电源分析天平碱式滴定管及支架砂纸锥形瓶（150ml5个

50ml3个）移液管烧杯电吹风0.05mol·l-1CuSO4溶液0.0500mol·l-1Na2S2O3溶液6mol·l-1HNO3溶液10%KI溶液1mol·L-1HAC溶液淀粉指示剂无水乙醇(A.R.)硫酸铜电解液：100mL水+10克CuSO4+5mL浓硫酸+5mL乙醇三、仪器及试剂希托夫迁移管0.05mol·l-1CuSO4溶291.准备铜库仑计

取出中间阴极铜片用细砂纸磨光，除去氧化层，用水冲洗，在6mol·l-1HNO3硝酸中稍微浸泡3分钟，以进一步除去表面的氧化层（如果不是氧化特厉害，直接浸酸）；用蒸馏水冲洗，再用乙醇淋洗阴极铜片;用电吹风将阴电极片吹干。其他铜电极，按照相同方法处理。注: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w1

。将库仑计中，注满硫酸铜电解液，将处理好的阴阳极铜片放回。四、实验步骤1.准备铜库仑计四、实验步骤302.准备迁移管

用蒸馏水洗三次，检漏。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，不能有气泡，上面两活塞处于导通状态，垂直固定迁移管。2.准备迁移管313.电解过程

(1)按图接好线路，通电；

(2)保持电流在18-２０mA(稳流电解法）；

(3)通电1.5小时后，停止通电，同时关闭迁移管上端活塞。等待电解的1.5个小时需要做的工作：滴定原始溶液Cu2+浓度

(1)取10mL0.05mol·l-1CuSO4溶液加入:10%KI溶液3mL和1mol·L-1HAc溶液4mL，置于暗处5-10min,

(2)用0.0500mol/L标准硫代硫酸钠溶液滴定滴至淡黄色;

(3)加入1mL淀粉指示剂再滴至蓝紫色消失,记下Na2S2O3

溶液的体积V1。平行测两次，取平均值为Cu2+

原始浓度。3.电解过程32希托夫法测定迁移数的实验装置图希托夫法测定迁移数的实验装置图334.分离溶液

用三个已经称重的50ml碘量瓶置于希托夫迁移管阴、阳、中极部下端，立即打开活塞,同时放出三个极部的溶液，称重，分别记录总质量。

5.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，再用乙醇淋洗，吹干，在分析天平上称重得W2。4.分离溶液346.分别滴定待测溶液的Cu2＋离子浓度

(1)从刚才的中极部的溶液中，移取10ml置于干燥的已经称重的150ml碘量瓶中，称重，记录10ml溶液的质量。

(2)向中间极部的10mL溶液中，加入:10%KI溶液3mL和1mol·L-1HAc溶液4mL，置于暗处5-10min,用0.0500mol/L标准硫代硫酸钠溶液滴定滴至淡黄色;加入1mL淀粉指示剂再滴至蓝紫色消失,记下Na2S2O3

溶液的体积V2。

(3)按照相同的方法，滴定阴极部和阳极部的溶液，记录体积为V3和V4。6.分别滴定待测溶液的Cu2＋离子浓度35五、数据记录1.将所测数据列表室温

；大气压

；铜库仑计阴极电解前的质量(w1):

g；铜库仑计阴极电解后的质量(w2):