Εξηγήστε τη μέθοδο του Hittorf και της μετακίνησης για τον προσδιορισμό του αριθμού μεταφοράς;

Hittorf και κινούμενες οριακές μεθόδους για τον προσδιορισμό του αριθμού μεταφοράς

Ο αριθμός μεταφοράς ενός ιόντος, ο οποίος υποδηλώνεται από το "Τ", αντιπροσωπεύει το κλάσμα του συνολικού ρεύματος που μεταφέρεται από αυτό το ιόν κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης. Αυτοί οι αριθμοί είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της κίνησης των ιόντων σε ένα ηλεκτρολυτικό διάλυμα και προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδους, δύο από τις οποίες είναι:

1. Μέθοδος Hittorf:

Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει την ανάλυση των μεταβολών στη συγκέντρωση ηλεκτρολύτη γύρω από τα ηλεκτρόδια μετά την ηλεκτρόλυση. Ακολουθεί μια βήμα προς βήμα διάσπαση:

A) Πειραματική ρύθμιση:

* Χρησιμοποιείται ένα ηλεκτρολυτικό κύτταρο με δύο διαμερίσματα που χωρίζονται από ένα πορώδες διάφραγμα.

* Τα ηλεκτρόδια βυθίζονται στο διάλυμα ηλεκτρολύτη και ένα άμεσο ρεύμα διέρχεται μέσω του κυττάρου για συγκεκριμένη διάρκεια.

* Το διάλυμα ηλεκτρολύτη και στα δύο διαμερίσματα αναλύεται πριν και μετά την ηλεκτρόλυση για τον προσδιορισμό των αλλαγών της συγκέντρωσης.

b) Αρχή:

* Ο αριθμός μεταφοράς ενός ιόντος καθορίζεται με ανάλυση της μεταβολής της συγκέντρωσης του ηλεκτρολύτη γύρω από τα ηλεκτρόδια.

* Η μεταβολή της συγκέντρωσης αντικατοπτρίζει τη μετανάστευση ιόντων κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης.

* Η αναλογία της μεταβολής της συγκέντρωσης του ιόντος γύρω από ένα ηλεκτρόδιο στη συνολική μεταβολή της συγκέντρωσης δίνει τον αριθμό μεταφοράς αυτού του ιόντος.

c) Υπολογισμοί:

* Ο αριθμός μεταφοράς του κατιόντος, T+, υπολογίζεται ως:

t+ =(αλλαγή στη συγκέντρωση κατιόντων σε διαμέρισμα ανόδου)/(συνολική μεταβολή της συγκέντρωσης ηλεκτρολύτη)

* Ομοίως, ο αριθμός μεταφοράς του ανιόντος, t-, υπολογίζεται ως:

t- =(αλλαγή στη συγκέντρωση ανιόντος στο διαμέρισμα καθόδου)/(συνολική μεταβολή της συγκέντρωσης ηλεκτρολύτη)

* Σημειώστε ότι T + + T- =1, αντανακλώντας το συνολικό ρεύμα που μεταφέρεται και από τα δύο ιόντα.

2. Μέθοδος μετακίνησης ορίων:

Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει την παρατήρηση της κίνησης ενός ορίου μεταξύ δύο διαλυμάτων κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης. Το όριο είναι τυπικά καθιερωμένο μεταξύ ενός χρωματιστού διαλύματος που περιέχει το ιόν ενδιαφέροντος και ένα άχρωμο διάλυμα που περιέχει διαφορετικό ιόν.

A) Πειραματική ρύθμιση:

* Ένας κατακόρυφος σωλήνας με μη αγκυροβόριο υλικό (π.χ. γυαλί) γεμίζει με δύο διαλύματα:το διάλυμα ενδιαφέροντος που περιέχει ένα χρωματιστό ιόν στο κάτω μέρος και ένα άχρωμο διάλυμα που περιέχει διαφορετικό ιόν στην κορυφή.

* Τα ηλεκτρόδια τοποθετούνται σε κάθε διάλυμα και ένα άμεσο ρεύμα διέρχεται μέσω του σωλήνα.

* Το όριο μεταξύ των δύο διαλυμάτων κινείται καθώς προχωρά η ηλεκτρόλυση και η κίνηση της παρατηρείται και μετράται.

b) Αρχή:

* Η κίνηση του ορίου αντικατοπτρίζει τη μετανάστευση του χρωματισμένου ιόντος.

* Ο ρυθμός κίνησης του ορίου είναι ανάλογος με τον αριθμό μεταφοράς του χρωματισμένου ιόντος.

* Ο αριθμός μεταφοράς υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την απόσταση που μετακινείται από το όριο και το ρεύμα που πέρασε.

c) Υπολογισμοί:

* Ο αριθμός μεταφοράς του χρωματισμένου ιόντος υπολογίζεται ως:

t =(απόσταση που μετακινείται με όριο * Faraday Constant) / (ρεύμα * Χρόνος * Συγκέντρωση του χρωματισμένου ιόντος)

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:

| Μέθοδος | Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα |

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

| Μέθοδος του Hittorf | Απλή ρύθμιση, σχετικά φθηνή | Χρονοβόρα, δύσκολο να αναλυθούν οι αλλαγές συγκέντρωσης με ακρίβεια |

| Μέθοδος μετακίνησης ορίων | Πιο ακριβής προσδιορισμός των αριθμών μεταφορών | Απαιτεί ειδική ρύθμιση, περιορισμένη σε ορισμένους ηλεκτρολύτες |

Και οι δύο μέθοδοι έχουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους και η επιλογή της μεθόδου εξαρτάται από τον συγκεκριμένο ηλεκτρολύτη που μελετάται και την επιθυμητή ακρίβεια.