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實驗六 以希特夫法測離子遷移數

實驗六 以希特夫法測離子遷移數. 蔡維育 陳昶易 羅卓延駿. 組員：. 實驗目的、原理. 報告者：化三 蔡維育. 目的. 了解何謂離子遷移數 以希特夫法來測量硝酸銀水溶液中 銀離子的遷移數. 原理. 電解含電解質之溶液，溶液中透過離子來帶動電流形成通路 離子的電荷數 、 半徑大小及 溶劑性質會影響到離子移動速率 ，進而影響導電度 為了區分個別離子對電流的貢獻，而定義離子遷移數 ：. 各離子物種所攜帶電流占全部電流的比例. 公式推導. 兩電極間電壓 Volt 陽離子電荷 數 Z + 陽離子莫耳 n + 陽離子平均速度 V +

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實驗六 以希特夫法測離子遷移數

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Presentation Transcript

  1. 實驗六 以希特夫法測離子遷移數 蔡維育 陳昶易 羅卓延駿 組員：

  2. 實驗目的、原理 報告者：化三 蔡維育

  3. 目的 • 了解何謂離子遷移數 • 以希特夫法來測量硝酸銀水溶液中 銀離子的遷移數

  4. 原理 • 電解含電解質之溶液，溶液中透過離子來帶動電流形成通路 • 離子的電荷數、半徑大小及溶劑性質會影響到離子移動速率，進而影響導電度 • 為了區分個別離子對電流的貢獻，而定義離子遷移數： 各離子物種所攜帶電流占全部電流的比例

  5. 公式推導 • 兩電極間電壓Volt • 陽離子電荷數Z+ • 陽離子莫耳n+ • 陽離子平均速度V+ • 單位時間陽離子的移動數量為

  6. 得到在單位時間內陽離子通過的電量，即 所以得到 I+正比於 V+

  7. μ ：離子於單位電位 梯度下的移動速率

  8. 課本公式說明 課本上的公式(1 mole 硝酸銀) 原式

  9. 離子遷移數的定義： 各離子物種所攜帶電流占全部電流的比例 陽離子遷移數： 可換成

  10. 測量離子遷移數方法 • 1. 希特夫法(Hittorf Method) • 2. 界面移動法 (Moving boundary Method) • 3. 電動勢法 (Electromotive Force Method)

  11. 希特夫法(Hittorf Method)

  12. 實驗裝置、藥品、步驟 報告者：化三 陳昶易

  13. 藥品及設備 80V DC電源供應器 電解槽 水電量計 攪拌子 攪拌器 AgNO3 KCl (滴定用) NaOH (適量，作電解液，水電量計用)

  14. 電解槽 水電量計

  15. 配製0.1M 硝酸銀溶液 500ml & 0.1M NaOH(aq) 100ml 配製0.1M KCl溶液250mL 用蒸餾水清洗電解槽和水電量計 500mL硝酸銀溶液倒滿電解槽(慢慢加入) 100mLNaOH倒入水電量計，不可有氣泡

  16. 啟動電源開始電解，慢慢提高電壓 但不可以使電解槽產生氣泡(4 mA) 當水電量計之氣體(H2 & O2) 產生約6毫升左右，關掉電源並記錄水柱刻度 分別取出電解槽三部分的電解液，記錄體積。 再各取10~20ml(精確)用KCl滴定(電位滴定法) ，計算濃度，並換算成莫耳數。

  17. 數據處理 報告者：化三 羅卓延駿

  18. 實驗數據 1.氣體體積 →輸入的電量 2.KCl濃度和滴定體積 →電解後硝酸銀濃度 3.電解前的硝酸銀濃度

  19. 通入的總電量Qtotal 計算輸入的總電量 電解水 Anode： Cathode： 輸入的總電子數N

  20. 通入 N mole 電子 陽極槽 Middle 陰極槽 加n- mole NO3- 減n- mole NO3- 減n+ mole Ag+ 加n+ mole Ag+ 淨增加n- mole Ag+NO3- 淨減少n- mole Ag+NO3- 電解槽發生的事情 加N mole Ag+ 減N mole Ag+

  21. 離子遷移數計算 (∵陰極淨減少n- mole Ag+NO3-)

  22. 參考資料 書 1.基礎物理化學下冊/田福助/台北圖書/1981.08

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