离子迁移数的测定

离子迁移数测定一 实验目的掌握界面移动法测定H + 离子移数的基本原来和方法，通过求算H +离子的电迁移率，加深对电解质溶液有关概念的理解。

二 实验原理电解质溶液的导电是靠溶液内的离子定向迁移和电极反应来实现的。

而通过溶液的总电量Q 就是向两极迁移的阴、阳离子所输送电量的总和。

现设两种离子输送的电量分别为Q +、Q －，则总电量Q = Q + + Q -= I t (2-124)式中I 为电流强度，t 为通电时间。

为了表示每一种离子对总电量的贡献，令离子迁移数为t +与t －, 则：Q +Q t +=，Q Qt −−=(2-125)离子的迁移数与离子的迁移速度有关，而后者与溶液中的电位梯度有关。

为了比较离子的迁移速度，引入离子电迁移率概念。

它的物理意义为：当溶液中电位梯度为1V x m −1时的离子迁移速度，用u +、u － 表示，单位为m 2x s −1x V −1。

本实验采用界面移动法测定HCl 溶液中H +离子的迁移数，其原理如图2-58所示。

在一根垂直安置的有体积刻度的玻璃管中，装入含甲基橙指示剂的HCl 溶液，顶部插入Pt 丝作阴极，底部插入Cd 极作阳极。

通电后，H+离子向Pt 极迁移，放出氢气，Cl −离子向Cd 极迁移，且在底部与由Cd 电极氧化而生成的Cd 2+离子形成CdCl 2溶液，逐步替代HCl 溶液。

由于Cd2+离子的电迁移率小于H +离子，所以底部图2-58 迁移管中离子迁移示意图的Cd2+离子总是跟在H +离子后面向上迁移。

因为CdCl 2与HCl 对指示剂呈现不同的颜色，因此在迁移管内形成了一个鲜明的界面。

下层Cd 2+离子层为黄色，上层H +离子层为红色。

这个界面移动的速度即为H + 离子迁移的平均速度。

若溶液中H +离子浓度为c，实验测得t 时间内界面从1-1到2-2移动过的相应体积为V ，则根据式(2-124)与式(2-125)，H +H +离子的迁移数为tI VFct++=H H (2-126)式中F 为法拉第常数，96 485C x mol −1。

实验14 离子迁移数的测定－界面法实验目的1. 采用界面法测定H ＋离子的迁移数。

2. 掌握测定离子迁移数的基本原理和方法。

实验原理当电流通过电解电池的电介质溶液时，两极发生化学变化，溶液中阳离子和阴离子分别向阴极与阳极迁移。

假若两种离子传递的电量分别为q +和q -，通过的总电量为Q q q +-=+每种离子传递的电量与总电量之比，称为离子迁移数。

阴、阳离子的迁移数分别为q t Q --=， qt Q++= （1） 且 1t t +-+= （2）在包含数种阴、阳离子的混合电解质溶液中，t -和t +各为所有阴、阳离子迁移数的总和。

一般增加某种离子的浓度，则该离子传递电量的百分数增加，离子迁移数也相应增加。

但对于仅含一种电解质的溶液，浓度改变使离子间的引力场改变，离子迁移数也会改变，但变化的大小与正负因不同物质而异。

温度改变，迁移数也会发生变化，一般温度升高时，t -和t +的差别减小。

测定离子迁移数，对于了解离子的性质有很重要的意义。

迁移数的测定方法有界面法、希托夫法和电势法等，本实验详细介绍界面法。

利用界面移动法测迁移数的实验可分为两类:一类是使用两种指示离子，造成两个界面;另一类是只用一种指示离子，有一个界面。

本实验是用后一种方法，以镉离子作为指示离子，测某浓度的盐酸溶液中氢离子的迁移数。

在一截面均匀的垂直放置的迁移管中，充满HCl 溶液，通以电流，当有电量为Q 的电流通过每个静止的截面时，t Q +当量的+H 通过界面向上走，t Q -当量的Cl -通过界面往下行。

假定在管的下部某处存在一个界面（aa '），在该界面以下没有H +，而被其它的正离子（例如2Cd+）取代，则此界面将随着H +往上迁移而移动，界面的位置可通过界面上下溶液性质的差异而测定。

例如，利用pH 值的不同指示剂显示颜色不同，测出界面。

在正常条件下，界面保持清晰，界面以上的一段溶液保持均匀，H +往上迁移的平均速率，等于界面向上移动的速率。

实验十三离子迁移数的测定一、实验目的1．掌握希托夫法和界面移动法测定离子迁移数的原理和方法；2．掌握库仑计的使用；3．测定AgNO3水溶液中Ag＋离子和盐酸溶液中氢离子的迁移数。

二、实验原理当电流通过含有电解质的电解池时，经过导线的电流是由电子传递，而溶液中的电流则由离子传递。

如溶液中无带电离子，该电路就无法导通电流。

已知溶液中的电流是借助阴、阳离子的移动而通过溶液。

由于离子本身的大小、溶液对离子移动时的阻碍及溶液中其余共存离子的作用力等诸多因素，使阴、阳离子各自的移动速率不同，从而各自所携带的电荷量也不相同。

由某一种离子所迁移的电荷量与通过溶液的总电荷量(Q)之比称为该离子的迁移数。

而Q = q _ + q +上式中q _和q +分别是阴、阳离子各自迁移的电荷量。

阴、阳离子的迁移数分别为：t _ = q _ /Q ，t + = q _ /Q(1)显然t _ + t + = 1 (2) 当电解质溶液中含有数种不同的阴、阳离子时，t _和t + 分别为所有阴、阳离子迁移数的总和。

测定离子迁移数的方法有希托夫法(Hittorf Method)、界面移动法(Moving Boundary Method)和电动势法(Electromotive Force Method)。

本实验采用希托夫法和界面移动法测定离子的迁移数。

I．希托夫法(Hittorf Method) 测定离子迁移数一．希托夫法基本原理希托夫法测定迁移数的原理是根据电解前后，两电极区内电解质量的变化来求算离子的迁移数。

两个金属电极放在含有电解质溶液的电解池中，可设想在这两个电极之间的溶液中存在着三个区域：阳极区、中间区和阴极区，如图1所示。

并假定该溶液只含1—1价的图1 离子的电迁移示意图正、负离子，而且负离子的移动速度是正离子的3倍。

当直流电通过电解池时，会发生下列情况。

1．一旦接通电流后，阳极区的正离子会向阴极区移动；而阴极区的阴离子则向阳极区移动。

离子迁移数的测定安全操作及保养规程离子迁移数是指食品接触材料中的金属离子在食品中的迁移量。

该数据是评价食品接触材料的安全性的重要指标之一。

本文将介绍离子迁移数的测定安全操作及保养规程。

离子迁移数的测定安全操作材料准备首先需要准备一些试剂和材料。

包括：•99%的丙酮•99%的乙醇•水•无灰滤纸•计时器•干净的容器和工具操作步骤1.准备好需要测定的食品接触材料，并在材料表面划一道标记。

2.将所需质量的样品剪碎，并将其放入试管中。

3.加入30ml的丙酮，并在1400rpm的转速下进行90min的振荡摇晃。

4.将提取液过滤，并将过滤液置于50ml的坩埚中。

5.在样品表面划一道标记，并将无灰滤纸铺放在其上。

6.将过滤液缓慢地滴到滤纸中心，使之渗透入样品中。

7.在溶液中加入5ml水，并在转速1400rpm下震荡30min。

8.放置15min，并取上部0.5ml取液，进行ICP检测已得到结果。

注意事项1.工作前应充分洗手，并穿戴干净的实验服、手套和口罩。

2.操作过程中应注意安全，化学品不应直接接触肌肤和眼睛。

如发生任何意外事故，立即采取相应措施。

3.注意质量控制，使用纯净水和试剂，并按照正确的步骤来操作。

保养规程为了使离子迁移数的测定仪器保养得更好，以下是离子迁移数的测定仪器的保养规程：1.每天使用完毕后，将仪器和供应器材的化学药品彻底清洗干净，包括清洗样品平台和外表面，如有必要可使用纯净水冲洗。

2.长期不使用的离子迁移数测定仪器将应储存于一个干燥、温度恒定和无腐蚀性气体的存储空间内，以防止其受到污染，保持干燥。

3.每周检查一次测定仪器的螺丝、连接装置和电线等是否紧固，并进行相关维护。

4.每月对仪器进行复校，确认精度和稳定性是否久。

5.使用过程中注意内部电路板、传感器和其他机器部分是否有附着物等，及时用干净、干燥的巾纸和清洗器材进行清洗。

6.每3-6个月左右对离子迁移数的测定仪器进行保养和检修，对部件进行更换，确保仪器的精度和稳定性。

实验10 离子迁移数的测定——希托夫法实验10 离子迁移数的测定——希托夫法一、目的要求1. 掌握希托夫法测定离子迁移数的方法2(了解气体库仑计的原理及应用。

(加深对离子迁移数的基本概念的理解 3二、原理在电场的作用下～即通电于电解质溶液～在溶液中则发生离子迁移现象～正离子向阴极移动～负离子向阳极移动。

正、负离子共同承担导电任务～致使电解质溶液能导电～由于正负离子移动的速率不同～因此它们对任务分担的百分数也不同～某一种离子迁移的电量与通过溶液总电量之比称为该离子的迁移数。

II，,由迁移数定义:t,,t= -+I，II，I，,，,式中I、I分别为正负离子所负担的迁移的电量～t及t为相应离子的迁移数。

--++图10-1 离子的电迁移情况希托夫法是根据电解前后阴极区及阳极区的电解质数量的变化来计算离子的迁移数。

我们用图13—1来说明。

设想在两个惰性电极之间有想象的平面AA和BB～将溶液分为阳极区～中间区和阴极区三部分。

假定在末通电前～各区均含有正、负离子各5mo1～分别用“+”、“-”号的数量来表示正、负离子的物质的量。

今通入4法拉第的电量之后～在阳极上有4mol负离子发生氧化反应～同时在阴极上有4mol正离子发生还原反应～在溶液中的离子也同时发生迁移。

假如正离子的速率是负离子的3倍～则在溶液中的任一截面上～将有3mo1的正离子通过截面向阴极移动～有1mo1的负离子通过截面向阳极移动～通电完毕后～中间区溶液的浓度不变～但阳极区及阴极区的浓度都会有变化～它们之间的浓度变化关系可以用公式表示出来。

如分析阴极区:,,,nn n,- 始后迁，，，，nnn ,+-n 始后迁电同理分析阳极区:,,,,,+- nnnn始后迁电，，,,+ nnn始后迁-2, 对HSO溶液～因为SO不参加电极反应～参加电极反应的是OH离子～所以此时上述244公式应是:,,, ,+ nnn始后迁，，，，,-+ nnnn始后迁电在上述各公式中:,，、分别表示通电后各区所含负离子及正离子物质的量。

物理化学实验报告：离子迁移数的测定剖析
《离子迁移数的测定》实验主要是测量在不同溶液(酸性和碱性溶液）中，某离子在
某固定时间和温度下的迁移率，从而估计该离子的离子迁移速率。

离子迁移速率是测精度
以及控制膜的成膜能力的重要指标。

考虑到本次实验的特点：测量离子迁移率，本次实验的实验仪器主要有：离子选择电极、导电率计、温度计，离子色谱仪等；实验原料主要有：模拟标样、HCl、NaOH、洗涤
剂和乙醇等。

实验前准备，应检查仪器的使用情况，仔细检查各仪器的数据是否准确无误，确保正确操作。

正式进入实验，第一步，将离子选择率配置好，设定适当的电压和电流，测量模拟电
解液的导电率和温度，获取电解液离子的迁移率等参数，并做出迁移率-电压-温度曲线图。

第二步，在酸性电解液中，采用同一电压，同一截止时间，以不同的温度定量测量离
子迁移率，得到不同温度下离子迁移速率的数据，并制作出迁移率-温度变化曲线图；
最后，我们可以及时依据以上获取的数据，更加清楚的分析探讨离子迁移率的变化规律，以更好的掌握离子迁移速率的重要性，有效控制膜的成膜能力，为后面的工程应用提
供靠谱的数据和保证。

实验结束后，要及时清洗实验器材，保存好实验数据，并了解实验
室有关管理规定。

总之，离子迁移数测定实验比较简单，但可以有助于我们更好的认识离子迁移数和其
对控制膜的重要影响。

实验中要充分把握实验的关键步骤，恰当的处理，保证实验质量，
其结果也能更准确。

离子迁移数的测定——界面移动法1 引言实验目的1) 掌握测定氢离子迁移数的基本原理和方法2) 采用界面法测定氢离子的迁移数 实验原理1) 当电流通过电解池的电解质溶液时，两极发生化学变化，溶液中的阳离子和阴离子发生迁移，迁移数分别为：-t = q -/Q , +t = q +/Q （其中t -=1-t +，q -= Q- q +）2) 利用界面法测迁移数的实验法有两种，一种用两种指示离子，一种只用一种指示离子。

实验用第二种方法。

在充满HCl 溶液的迁移管中通电，可设其下部有一界面，界面上有氢离子，界面下则是其他阳离子，该界面会随氢离子迁移而向上移动。

有： q +=VCF（其中 C 为氢离子浓度，F 为法拉第常数，V 为通电时间内界面扫过的体积。

）3) 已知，，可得，有：所以，在CdCl 2溶液中电位梯度是较大的，因此若H +因扩散作用落入CdCl 2溶液层。

它就不仅比Cd2+迁移得快，而且比界面上的H +也要快，能赶回到HCl 层。

同样若任何Cd 2+进入低电位梯度的HCl 溶液，它就要减速，一直到它们重又落后于H +为止，这样界面在通电过程中保持清晰。

2 实验操作2.1 实验药品：HCl 溶液 (0.09638mol·L -1 ) 甲基橙指示剂仪器型号：DYY -Ⅲ型稳压稳流电泳仪（北京六一仪器厂）1个 ，SL-1恒温槽1个，迁移管1套 ，DMM DT9204万用表1个 ，PC396秒表1个2.2 实验条件：室温：17.0℃ 恒温槽温度：24.9~25.1℃（平均维持25.0℃）一个大气压2.3 实验操作步骤：1) 恒压测定i. 按图一连接装置。

将恒温水浴调至25.0℃，连接电路完毕后将电源调至恒压状态，使电流维持在6-7mA 。

将迁移管中注满已滴加适量甲基橙溶液的约1.0mol/L 的盐酸溶液，将镉电极套管加满盐酸溶液，安装在迁移管下部，将银电极放在其上部。

ii. 当界面到达0刻度线之时开始计时，每隔1分钟记录一次电流，界面每移过0.1mL记录一次电流，直至界面移过0.5mL 之后停止通电。

离子迁移数的测定——界面法姓名：张腾 学号：2012011864 班级：化21同组实验者：田雨禾 实验日期：2014年12月4日 提交报告日期：2014年12月6日实验助教：王溢磊1 引言1.1 实验目的1.采用界面法测定H +离子的迁移数。

2.掌握测定离子迁移数的基本原理与方法。

1.2 实验原理[1]当电流通过电解池溶液时，电极上发生化学变化，溶液中阳离子与阴离子分别向阴极和阳极迁移。

若两种离子传递的电荷量分别为q +和q -，通过的总电荷量为Q =q ++q −每种离子传递的电荷量与总电荷量之比称为离子迁移数，则阴、阳离子的迁移数分别为t −=q −Qt +=q +Q且 t ++t −=1在包含数种电解质的溶液中，t -和t +分别为所有阴、阳离子迁移数总和，一般增加某种离子浓度，其离子迁移数增加；对只含一种电解质的溶液，浓度的改变使离子间引力场改变，自然离子迁移数也改变；若温度改变，迁移数亦变化，一般温度升高时，t -和t +差别减小。

实验中采用界面法，以镉离子作为指示离子，测量一定浓度的盐酸溶液中H +离子迁移数。

在一截面均匀的垂直放置的迁移管中充满盐酸溶液，通以电流，当有Q 电量的电流通过每个静止的截面时，t +Q 当量的H +上行，t -Q 当量的Cl -通过界面下移。

假定在管的下部某处存在一个界面，界面以下没有H +而被Cd 2+取代，此界面将随H +的上移而移动，界面位置可利用界面上下溶液pH 值的不同，使用指示剂显色。

正常条件下界面保持清晰，界面以上的一段溶液保持均匀，H +向上迁移的平均速率等于界面上移速率。

在某通电时间t 内，界面扫过体积V ，H +输送电荷数为该体积中H +带电总数，即q +=VCF式中：C 为H +的浓度，F 为法拉第常数，电荷量以库[仑](C)计。

要想使界面保持清晰，须使界面上、下的电解质不相混合，这可通过选择合适的指示离子在通电情况下达到，Cd 2+就符合这个要求。

物化实验报告-离子迁移数的测定一、实验目的2.了解不同离子的迁移数大小不同的原因；3.巩固化学电动力学学习内容。

二、实验原理1.电导现象在水溶液中，如果溶质是电离物，水溶液就会导电。

电解质的离子在电场作用下，移动带电带动其他离子向电极运动。

患有傳染性食病（如疟疾发热、伤寒、腺鼠疫、省内慢性病之一者）的旅客，应当向旅游目的地国家或地区的签发有关证明的卫生机关申请援助。

在电场作用下，离子移动的速度与运动时遇到的粘阻力和电场的强度有关。

根据电导现象形成的电导率公式为：K = G / l·A其中，K表示电导率，G表示电流强度，l表示电解槽距离，A表示电解槽横截面积。

2.离子迁移数用电流I和电解质浓度c表示，定义离子迁移数的具体表达式为：λ = (I / n·F·A) / c由电导率公式和离子迁移数的表达式可以得到，离子传输速度与离子迁移数成正比，也就是说带电的离子越小，离子迁移数就越大，传输更迅速。

三、实验步骤1.使用恒压输液器将两个相同离子的水溶液分别滴入两个电极架设的电解槽中使其相遇。

记录下每次改变浓度和电压时测量得到的电导率。

2.每次改变浓度和电压时，分别将浓度按照以下顺序依次降低，然后记录电导率，并计算出离子迁移数。

4.测量和解释数据，写实验报告。

四、实验结果1.准备条件：溶液1：NaOH（浓度C1 = 0.01 mol/L）溶液2：KCl（浓度C2 = 0.01 mol/L）2.电导率和离子迁移数的测定数据：表1 钠氢氧化物溶液（稀）的电导率和离子迁移数|序号| c（mol/L） | U（V） | I（A） |G（S/m）| λ ||1|0.01 |1.5 |0.0013 |0.0867 |5.34 * 10^−3|五、实验分析1.离子迁移数的大小与离子电荷数和离子半径有关，带电的离子越小离子迁移数就越大，对于磁性材料的研究非常重要。

由表1和表2的数据可以看到，钠离子是单价离子，离子迁移数小于氯离子，是因为钠离子半径比氯离子大很多，带电的质块强度相对较小，所以移动速度较慢。