《物理化学》课程教学课件(PPT讲稿)第八章 电化学(图片版,2/7)
026 §8.4离子迁移数(电输数) 按照离子独立移动定律,人”=入 ++2 A可测,但入和入不可测,因为正负离子 总是在一个体系中。 现在我们讨论正负离子的电输送问题。 (一)离子迁移现象 ++++十 +十+十十 例如上图所示,用+-分别代表正负离子的摩尔 电荷量,开始前三个区域的电荷量相同,每区5摩 尔电荷,通电后0→,←-O 进行移动
)当u=u.,通入4F电量时,在阴极上有4摩尔 电荷的正离子被还原,在阳极上有4摩尔电荷的负 离子被氧化。 正负离子输送的电量相同,各为2F,即在每个界 面上都有2F的正电荷与2F的负电荷通过,反应 后中间区的溶液的离子数目不变。而在阳极区和阴 极区,各减少了2摩尔电荷(的物质)。 i)当u=3u.时,则正离子输送3F,负离子输送 1F,两极的放电数和中间区的离子电荷数不变,阳 极区只剩下2摩尔电荷,阴极区剩下的是4摩尔电 荷的物质,说明正负离子的移动速度不同时,正负离 子分担的导电任务不同
028 (二)离子的迁移数t ① 定义: 某种离子的迁移数为此种离子输送电量的分数, 即某种离子输送的电量与通入的总电量之比· 正离子迁移电量 总电量 9 阳极区正离子迁出的电量 总电量 阳极区减少的电荷量(摩尔) 通入的F数
029 负离子迁移电量 总电量 =g-1 阴极区负离子迁出的电量 总电量 阴极区减少的电荷量(摩尔) 通入的F数 t+t.=1 是 a u vZF a u.v.Z.F u. 对无限稀溶液也有此关系: U FU=
030 浓度不大时可有 则 ,t+t°=1 入=Amt,入:=Amt 实验可测:t+,t~√C 外推,t t,t~√C 外推,t 由实验数据可求出入,入:,也可查表 溶液中有多种离子时, t=g,81,=1,3L+t=1
31 一 般水溶液中,H,O+OH,有少量离子, 可不考虑水对迁移数的贡献,若离子浓度很稀时, 溶剂离子的迁移数就要考虑。 (三)迁移数的测定 蓄电池 可变沌阻 电流计 电量计 a)Iittorf法: 实验后中间区浓度不变, 管 分析阳极区和阴极区的物 阴极 管 阳极管 质变化情况,可计算出迁 移数。 中间管
032 n始n终二n电解~n迁入二n迁出 n给,n缕可从实验前后的溶液得到,n电解可从电量 计测出的总电量计算出来,由此可得n迁入,n迁出。 阳极区减少的量XZ+ 通电F数 t 阴极区减少的量×Z 通电F数 n迁出XZ 血迁出 n减少×Z1 t;= 通电F数 n电解 通电F数 Hittorf法原理简单,但由于实验中难免对流、扩散、 振动等引起溶液相混,使结果有偏差,且没考虑 水的迁移数,故称作Hittorf迁移数
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