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實驗六 以希特夫法測離子遷移數
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實驗六 以希特夫法測離子遷移數

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  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