物理化学实验报告
实验题目：希托夫法测定离子的迁移数
平均室温：℃平均气压：Kpa
同组人：日期：2013-3-12
一、实验目的。

1. 掌握希托夫法测定电解质溶液中离子迁移数的基本原理和操作方法。

2. 测定CuSO4溶液中Cu2+和SO42-的迁移数。

二、实验原理。

当电解质溶液中通过电流时，会在两级上发生氧化和还原反应。

反应物的物质的量与通电量的关系服从法拉第定律。

设正、负离子的迁移数分别为：u+和u-。

当通电量为Q时有：
阳极电解质减少的物质的量／阴极电解质增加的物质的量= Q+／Q- = u+／u-
正、负离子的迁移电量与迁移速度成正比。

通过溶液的总电量Q等于正负离子的电量之和。

即：Q= Q+ + Q-
t+ = Q+／Q = t- = Q-／Q
在溶液中间浓度不变的条件下，分析通电前原溶液通电后阳极区溶液的浓度，比较等重量溶剂所含MA的量，可计算出通电后迁移出阳极区的MA的量。

通过溶液总电量Q由串联电路中的电量计测定。

可以算出t+和t-。

n迁= n电+ n后-n原
三、仪器与试剂
迁移数管1支；铜电量计1套；直流稳压电源1台
滑线电阻1台；移液管2支；滴定管1支
KI溶液（10﹪）淀粉指示剂（0.5﹪）硫代硫酸钠溶液（0.04912mol/L）HAc溶液（1 mol/L）HNO3(A.R.) 硫酸铜溶液（0.05mol/L）
四、主要实验步骤。

1. 清洗迁移数管，注意活塞是否漏水。

用少量硫酸铜溶液（0.05mol/L）淌洗两次，将该溶液充满迁移数管。

2. 用铜电量计测定通过溶液的电量。

阴极和阳极皆为铜片，实验前将阴极铜片用细砂纸磨光，再用稀硝酸浸洗，然后用蒸馏水洗净，晾干并称其重量（m1）。

3. 接通电源，调节变压器使阴极铜片上的电流密度为10~15mA/cm2，通电90分钟后切断电源。

取出铜电量计中部铜片用蒸馏水洗净，取出晾干并称其重量（m2）。

4. 将迁移管中的溶液分别缓慢放入已称量的锥形瓶中，再称其各瓶的重量，然后计算各溶液的净重。

5. 取部分溶液（约20 g）进行滴定，加入10%KI溶液10 mL，1 mol.L-1乙酸溶液10 mL，用标准硫代硫酸钠溶液滴定，滴至淡黄色，加入1 mL 0.5％淀粉，在滴至蓝紫色消失。

五、数据处理与结果讨论。

表１
表２
注：硫代硫酸钠溶液的浓度（0.04912mol/L）
n电=(m Cu / Mcu )×2 = (0.0244/64) ×2 = 7.625×10-3(mol)
= ( (V Na2S2O3 ×C Na2S2O3 )中间×M CuSO4) / 1000 中间区硫酸铜溶质的质量m
质
m质= （19.88×0.04912×160）/1000 = 0.1562（ｇ）／m质= ｍ阳总CuSO4／ｍ原CuSO4
由m
中CuSO4
20.018／0.1562 ＝77.6906／ｍ原CuSO4
ｍ
＝0.06062（ｇ）
原CuSO4
n始= ｍ原CuSO4／M CuSO4 = 3.7889 ×10-4 (mol)
n剩= 【( V阳Na2S2O3 ×C Na2S2O3 ×M CuSO4) ／1000】×m阳总CuSO4／m阳取CuSO4 = （21.19×0.04912×160÷1000）×(77.6906÷19.7034)
= 6.5665×10-4 (mol)
n迁= n剩+ n电–n始= 4.4857×10-3 (mol)
t+ = n迁／n电= 0.59
t- = 1- t+ = 0.41
六、实验注意事项。

1. 中间部分溶液浓度即为电解前溶液浓度。

2. 实验中的铜电极必须是纯度为99.999%的电解铜。

3. 实验过程中凡是能引起溶液扩散，搅动等因素必须避免。

电极阴、阳极的位置能对调，迁移数管及电极不能有气泡，两极上的电流密度不能太大。

4. 本实验由铜库仑计的增重计算电量，因此称量及前处理都很重要，需仔细进行。