Forklar hittorf og bevægende grænsemetode til bestemmelse af transportnummer?

Hittorf og bevægende grænsemetoder til bestemmelse af transportnummer

Transportnummeret for en ion, der er betegnet med "T", repræsenterer den brøkdel af den samlede strøm, der blev båret af denne ion under elektrolyse. Disse tal er afgørende for at forstå bevægelsen af ​​ioner i en elektrolytisk opløsning og bestemmes ved anvendelse af forskellige metoder, hvoraf to er:

1. Hittorfs metode:

Denne metode involverer analyse af ændringerne i koncentration af elektrolyt omkring elektroderne efter elektrolyse. Her er en trin-for-trin sammenbrud:

a) Eksperimentel opsætning:

* En elektrolytisk celle med to rum adskilt af en porøs membran anvendes.

* Elektroder nedsænkes i elektrolytopløsningen, og en jævnstrøm føres gennem cellen i en bestemt varighed.

* Elektrolytopløsningen i begge rum analyseres før og efter elektrolyse for at bestemme koncentrationsændringerne.

b) Princip:

* Transportnummeret for en ion bestemmes ved at analysere ændringen i koncentrationen af ​​elektrolytten omkring elektroderne.

* Ændringen i koncentration afspejler migrationen af ​​ioner under elektrolyse.

* Forholdet mellem ændringen i koncentration af ion omkring en elektrode og den samlede ændring i koncentration giver transportnummeret til denne ion.

c) Beregninger:

* Kationens transportnummer, T+, beregnes som:

T+ =(ændring i koncentration af kation i anode rum)/(total ændring i koncentration af elektrolyt)

* Tilsvarende beregnes transportnummeret for anionen, T-, som:

t- =(ændring i koncentration af anion i katode rum)/(total ændring i koncentration af elektrolyt)

* Bemærk, at T + + T- =1, der afspejler den samlede strøm, der er båret af begge ioner.

2. Flytning af grænsemetode:

Denne metode involverer at observere bevægelsen af ​​en grænse mellem to opløsninger under elektrolyse. Grænsen etableres typisk mellem en farvet opløsning, der indeholder ion af interesse og en farveløs opløsning, der indeholder en anden ion.

a) Eksperimentel opsætning:

* Et lodret rør med et ikke-ledende materiale (f.eks. Glas) er fyldt med to opløsninger:opløsningen af ​​interesse, der indeholder en farvet ion i bunden og en farveløs opløsning, der indeholder en anden ion øverst.

* Elektroder placeres i hver opløsning, og en jævnstrøm føres gennem røret.

* Grænsen mellem de to opløsninger bevæger sig, når elektrolyse fortsætter, og dens bevægelse observeres og måles.

b) Princip:

* Bevægelsen af ​​grænsen afspejler migrationen af ​​den farvede ion.

* Bevægelseshastigheden for grænsen er proportional med transportnummeret for den farvede ion.

* Transportnummeret beregnes ved hjælp af den afstand, der er flyttet af grænsen, og strømmen er passeret.

c) Beregninger:

* Transportnummeret for den farvede ion beregnes som:

t =(afstand bevæget af grænse * Faraday Constant) / (nuværende * tid * Koncentration af den farvede ion)

Fordele og ulemper:

| Metode | Fordele | Ulemper |

| --- | --- | --- |

| Hittorfs metode | Enkel opsætning, relativt billig | Tidskrævende, vanskeligt at analysere koncentrationsændringer nøjagtigt |

| Flytning af grænsemetode | Mere nøjagtig bestemmelse af transportnumre | Kræver speciel opsætning, begrænset til visse elektrolytter |

Begge metoder har deres fordele og ulemper, og valget af metode afhænger af den specifikke elektrolyt, der studeres, og den ønskede nøjagtighed.