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《物化实验报告范本》迁移数

'《物化实验报告范本》迁移数'
王昊天2004030067生物46同组实验者姓名杨枫实验日期:2020年08月12日 提交报告日期:2020年08月12日1?引言当电解质溶液通过电流吋,在两电极上发生氧化和还原反应。反应物质的量与通过电量 的关系服从法拉笫定律。同时,在溶液中的正、负离子分别向阴、阳两极迁移,电解的结果 是两极区的溶液浓度发生了变化。可以使用一种指示剂溶液标志一种离子,只观察一个界面 的移动,求算离子迁移数。当有96500C的电量通过溶液时,亦即lmol电子通过溶液时,假设有n+的M+向阴极移动的A-向阳极移动,那么,一定有n+ + n_ = \mol。由离子迁 移数的定义可知,此时的n+即为f+,n■即为匚.本实验采用界而移动法测定HC1水溶液中离子迁移数。通过实验观察在电场作用下离 子的迁移现象,并加深理解迁移数的基本概念,掌握界面移动法测定迁移数的原理和使用方 法。具体实验原理请参见预习报告的实验原理部分。图3.2界面移动法测定迁移数装置1毫安培斗2开关3电源4可变电阻5 Pt电极 6 HC17 CdC12 8 Cd电极2.实验部分2.1实验药品与仪器:实验药品:HC1 溶液 (0.1023mol ? L'1 )甲基橙指示剂实验仪器:DYY-I11型稳圧稳流电泳仪1个SL-1恒温仪1个电迁移法迁移数测定仪1套万用表1个秒表1个2.2实验条件:恒温:25.0°C 相对湿度:20%2. 3实验操作:2. 3. 1恒压测定用装有甲基橙指示剂的盐酸溶液润洗迁移数测定仪三次,在仪器中装满HC1溶液(不要 留有气泡)。装好仪器,连接电路完毕后将电源调至恒压状态,开始通电直至实验完毕(在 迁移管中界面到达0刻度线之前使电流维持在6-7mA)。当界血到达0刻度线之吋开始计 时,每隔1分钟记录一次电流,界面每移过O.lmL记录一次电流,直至界面移过0.5mL之 后停止通电。2. 3. 1恒流测定用装有甲基橙指示剂的盐酸溶液润洗迁移数测定仪三次,在仪器川装满HC1溶液(不要 留有气泡)。装好仪器,连接电路完毕后将电源调至恒流状态,开始通电直至实验完毕(实 验过程中始终保持电流在2.0-3.0之间)。当界面到达0刻度线之时开始计时,界面每移过0.1 mL记录一次时间,直至界面移过0.5mL之后停止通电,实验结束。3.结果与讨论3.1原始数据以及数据处理、结果3.1.1恒压测定离子迁移数3. 1. 1. 1原始数据表1.实验中的电流值记录I时间/min电流/mA时间/min电流/mA16.189124.15225.878134.05435.590143.95645.365153.88055.140163.78564.973173.72374.785183.63684.646193.58394.497203.505104.378213.459114.254223.391表2.实验屮的电流值记录II界面移过的体积/0. ImL时间/min电流/mA13' 205.34927' 164.7483IT 444.182416, 513.732522,383.366由原始数据画图可得:图1.实验中电流与时间关系图*其中红色方框表示界面每移过0. ImL所对应得电流与吋间,其余代表整分钟吋的电流大小3. 1.1.2数据处理根据图1,对表1,表2中的数据进行数值积分,由电量计算公式: Q二工 I*t可计算出液面每通过O.lmL时,通过迁移管的电量,如表3所示,表3.界面移过的体积与时间及电量的关系界面移过的体积/o. ImL时间/min电流/mA电量/C13' 205.3491.172T 164.7482.353IT 444.1823.53416,513.7324.72522’ 383.3665.943. 1. 1.3实验结果已知HC1溶液浓度为0.1023mol/L,法拉弟常数F二96500C/mol,cFV故由公式-二一即可求算出H'的迁移数,如下表所示:Q表4. PT迁移数界面移过的体积/0?lmL H*迁移数1 0.8462 0.8403 0.8404 0.8365 0.831故 t+=St+/5=0.839与文献值0. 831相比较,相对误差约为0. 96%3. 1.2恒流测定离子迁移数3. 1.2. 1原始数据表5.界面移过的体积与时间的关系界面移过的体积/0. ImL 时间/min16,33213,043⑼42426'15533,033. 1.2.2数据处理因为电流恒定且1=3. 038mA,故由计算公式:Q二I*t,则可计算出界面每移过0.1汕所通过迁移管的电量,如下表所示 表6.界面移过的体积与时间及电量的关系界面移过的体积/o. ImL时间/min电量/C16' 331.19213' 042.38319' 423.50426,154.79533, 036.023. 1. 1.3实验结果已知HC1溶液浓度为0.1023mol/L,法拉弟常数F二96500C/mol,cFV故由公式“玄即可求算出H啲迁移数,如下表所示:表4. H*迁移数界面移过的体积/o. ImLh+迁移数10.82720.82930.82540.82550.819故 t+=St+/5=0.825与文献值0. 831相比较,其相对误差约为0. 72%3. 2实验讨论3.2. 1如何划分阴极区,阳极区以及屮间区?划分原则是什么?当电解质溶液通过电流时,在两电极上发生氧化和 还原反应且反应物质的量与通过电量的关系服从法拉 笫定律。在溶液中的正、负离子分别向阴、阳两极迁移, 电解的结果是两极区的溶液浓度发生了变化。阳极区的 物质减少的物质的量等于迁移出阳离子的量,即等于了 离子搬运的电量;阴极区的物质减少的量等于迁移出阴 离子的量,即等于阴离子搬运的电量。中间区由于离子 迁入与迁出的一样多,所以其离子浓度并不改变。所以我认为迁移管中原物质浓度不改变的区域为 屮间区,迁移管屮原物质阳离子减少或阴离子增多的区 域为阳极区,迁移管屮原物质阴离子减少或阳离子减少的区域为阴极区。本实验中界面以下为阳极区,界面以上为中间区与阴极区,且阴极附近产生气泡处为阴极区。3. 2. 2迁移管川C「的迁移速率
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