离子的电迁移率和迁移数PPT课件
- 格式:ppt
- 大小:855.50 KB
- 文档页数:20
物理化学Physical Chemistry(下册)物理化学(下册)第七章电化学第九章化学动力学第八章界面现象第十章胶体化学第十一章统计热力学物理化学(下)绪论第七章电化学Chapter 7Electrochemistry§7-2离子的迁移数一、离子的电迁移现象二、离子迁移数三、离子电迁移率四、测定迁移数的方法§7-2离子的迁移数1.电迁移:●离子在电场(或化学场)作用下的运动。
●正离子→迁向阴极●负离子→迁向阳极一、离子的电迁移现象§7-2离子的迁移数当有4个电子的电量通过,正离子导3个电子的电量,负离子导1个电子的电量时:一、离子的电迁移现象§7-2离子的迁移数一、离子的电迁移现象§7-2离子的迁移数2.特点:①Q=Q ++Q -②一、离子的电迁移现象质的量负离子迁出阴极区的物质的量正离子迁出阳极区的物==-+-+v v QQ§7-2离子的迁移数二、离子迁移数§7-2离子的迁移数三、离子电迁移率§7-2离子的迁移数四、测定迁移数的方法§7-2离子的迁移数1.希托夫法装置:四、测定迁移数的方法++--反应后反应前反应产生迁入反应后反应前反应产生迁出反应后反应前反应消耗迁入反应后反应前反应消耗迁出=+,=-=+,=-n n n n n n n n n n n n n n n n 物料衡算:阴离子迁出阴极区的物质的量阴离子入出阳极区的物质的量发生电极反应的物质的量发生电极反应的物质的量t -==+阳离子迁出阳极区的物质的量阳离子入出阴极区的物质的量发生电极反应的物质的量发生电极反应的物质的量t ==§7-2离子的迁移数2.界面移动法:•C′+A 比C +A ,两种溶液阴离子相同•C′+比C +速度慢•通过两线之间的是正离子是C +•通过可有体积、浓度计算四、测定迁移数的方法nVC t /++=。
离子的迁移速率和离子迁移率一、离子的迁移速率离子的迁移速率是指在电场作用下,带电粒子在电场中运动的速度。
它与带电粒子的电荷量、电场强度以及粒子的质量有关。
1.1 离子迁移速率公式离子迁移速率公式为:v = μE其中,v为离子的迁移速率,μ为离子的迁移率,E为电场强度。
1.2 影响离子迁移速率的因素(1)带电粒子的电荷量:带电粒子所携带的电荷量越大,其受到的作用力也就越大,其运动速度也就越快。
(2)电场强度:当电场强度增大时,带电粒子所受到的作用力也增大,其运动速度也随之增快。
(3)粒子质量:质量越小,则受到同样大小的作用力时加速度越大,运动速度也就越快。
二、离子迁移率离子迁移率是指在单位时间内,在单位面积上通过一个介质中传输一定数量离子所需施加在该介质上单位长度内恒定方向的平均电场强度。
它与离子的迁移速率、电场强度以及介质中的离子浓度有关。
2.1 离子迁移率公式离子迁移率公式为:μ = v/E其中,μ为离子的迁移率,v为离子的迁移速率,E为电场强度。
2.2 影响离子迁移率的因素(1)离子浓度:当介质中的离子浓度增大时,其间相互碰撞所致散射作用增大,从而抑制了带电粒子的运动速度,导致其迁移率下降。
(2)电场强度:当电场强度增大时,带电粒子所受到的作用力也增大,其运动速度也随之增快,导致其迁移率上升。
(3)温度:温度升高会使介质分子振动加剧,从而引起对带电粒子的碰撞增多,导致其运动速度下降,从而使得其迁移率下降。
三、总结综上所述,离子的迁移速率和离子迁移率是描述带电粒子在外加电场作用下在介质中运动的两个重要物理量。
离子迁移速率与带电粒子的电荷量、电场强度以及粒子的质量有关;离子迁移率与离子的迁移速率、电场强度以及介质中的离子浓度有关。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的实验条件,以获得准确可靠的结果。
离子的迁移速率和离子迁移率1. 离子迁移的基本概念离子迁移是指离子在电泳过程中从一个位置移动到另一个位置的过程。
离子迁移可以发生在液相中(液相电泳)或气相中(气相电泳)。
离子迁移速率是指离子从一个位置到另一个位置的运动速度。
离子迁移率是指单位时间内单个离子移动的距离。
2. 影响离子迁移速率的因素2.1 施加电场离子迁移是在电场的作用下进行的,因此施加电场的强度会影响离子迁移速率。
电场强度越大,离子受到的推动力越大,迁移速率就越快。
2.2 离子的电荷量离子的电荷量也会影响离子迁移速率。
电荷量越大的离子受到的库仑力越大,迁移速率也越快。
2.3 溶液的浓度溶液的浓度对离子迁移速率也有一定影响。
溶液浓度越高,离子之间的碰撞频率越高,迁移速率也会增加。
2.4 溶液的粘度溶液的粘度会影响离子的迁移速率。
粘度越高,离子运动受到的阻力越大,迁移速率减小。
3. 离子迁移率的计算方法离子迁移率是通过下式计算得到的:迁移率 = 迁移速率 / 电场强度其中,迁移速率是离子从一个位置到另一个位置的运动速度,电场强度是施加在离子上的电场强度。
4. 实验方法和测量技术4.1 液相电泳测量液相电泳是通过溶液中的电泳移动电荷带电粒子,利用电场力使其从一个位置移动到另一个位置的方法。
液相电泳可以在实验室中使用电泳仪进行测量。
常用的测量方法包括凝胶电泳、高效液相色谱等。
4.2 气相电泳测量气相电泳是通过气相中的电泳带电粒子,利用电场力使其从一个位置移动到另一个位置的方法。
气相电泳常用于分析有机插层剂、气体混合物中的成分等。
常用的测量方法包括气相色谱-质谱联用技术等。
4.3 典型实验方法典型的实验方法包括:•标准曲线法:根据已知迁移率的标准物质建立标准曲线,通过待测离子的迁移率计算出其浓度。
•比色法:利用染料与离子形成带色物质,通过测定带色物质的吸光度来定量分析离子。
•荧光法:利用荧光染料与离子形成荧光物质,通过测定荧光强度来定量分析离子。
§7. 2 离子的迁移数 1.离子的电迁移与迁移数的定义 (1)电迁移 : 离子在电场作用下的运动称电迁移假设有4F电量通过电极 每部分均含有6 mol 正离子、 负离子 阴极:正离子得4 mol电子发生还原反 应 阳极:负离子失4 mol电子发生氧化反 应若正离子运动速度v+= 3v-则任一截面上有3mol正离子从右向左 1mol负离子从左向右总结果:三个区仍为电中性 中间区:迁出或迁入的离子数相同 阴极区:减少的电解质的量等于负离子迁出阴极区的物质的量(lmol) 阳极区:减少的电解质的量等于正离子迁出阳极区的物质的量(3mol)v+ 正离子迁出阳极区的物质的量 正离子运载的电量Q+ = = v− 负离子迁出阴极区的物质的量 负离子运载的电量Q−(2)迁移数(t) 某离子运载的电流(电量)与通过溶液的总电流(电量)之比。
I+ Q+ υ+ 正离子迁出阳极区的物质的量 = = t+ = = I + + I − Q+ + Q− υ+ + υ− 发生电极反应的物质的量t− =I− Q− υ− 负离子迁出阴极区的物质的量 = = = I + + I − Q+ + Q− υ+ + υ− 发生电极反应的物质的量t+ + t− = 1电迁移率(uB) :电场强度E=1V·m-1时,离子的运动速度υB uB = E单位:m2·V-1·s-1t+ =u+ u+ + u−t− =u− u+ + u−2.离子迁移数的测定方法★希托夫法:分别测定离子迁出(入)相应极区的物质的量及发生电极反应 的物质的量,通过物料衡算得到离子迁移数。
★希托夫测定装置图 串联的电量计用于测定电极 反应的物质的量。
t=n迁移 n反应◎通过测定通电前后阳极区或阴 极区溶液中电解质浓度的变化, ◎可计算出对应区域中电解质的 物质的量的变化。
n电解后:电解后离子剩余的物质的量 n电解前:离子电解前的物质的量★物料衡算通式:n反应:离子参与电极反应的物质的量 n迁移:离子迁移的物质的量 正号:离子在溶液中的量增加、离子迁入 负号:离子在溶液中的量减少、离子迁出n电解后 = n电解前 ± n反应 ± n迁移例:用两个银电极电解AgNO3水溶液。