Hittorf en bewegende grensmethoden voor bepaling van transportnummer

Het transportnummer van een ion, aangegeven door "T", vertegenwoordigt de fractie van de totale stroom die door dat ion wordt gedragen tijdens elektrolyse. Deze cijfers zijn cruciaal voor het begrijpen van de beweging van ionen in een elektrolytische oplossing en worden bepaald met behulp van verschillende methoden, waarvan er twee zijn:

1. Hittorf's methode:

Deze methode omvat het analyseren van de veranderingen in de concentratie van elektrolyt rond de elektroden na elektrolyse. Hier is een stapsgewijze uitsplitsing:

a) Experimentele opstelling:

* Een elektrolytische cel met twee compartimenten gescheiden door een poreus diafragma wordt gebruikt.

* Elektroden worden ondergedompeld in de elektrolytoplossing en een directe stroom wordt gedurende een specifieke duur door de cel geleid.

* De elektrolytoplossing in beide compartimenten wordt geanalyseerd voor en na elektrolyse om de concentratieveranderingen te bepalen.

b) Principe:

* Het transportnummer van een ion wordt bepaald door de verandering in concentratie van de elektrolyt rond de elektroden te analyseren.

* De verandering in concentratie weerspiegelt de migratie van ionen tijdens elektrolyse.

* De verhouding van de verandering in concentratie van het ion rond één elektrode tot de totale concentratieverandering geeft het transportnummer van dat ion.

c) Berekeningen:

* Het transportnummer van het kation, T+, wordt berekend als:

t+ =(verandering in kationconcentratie in anodecompartiment)/(totale verandering in concentratie van elektrolyt)

* Evenzo wordt het transportnummer van het anion, t-, berekend als:

t- =(verandering in concentratie van anion in kathodecompartiment)/(totale verandering in concentratie van elektrolyt)

* Merk op dat t + + t- =1, als gevolg van de totale stroom die door beide ionen wordt gedragen.

2. Verplaatsingsgrensmethode:

Deze methode omvat het observeren van de beweging van een grens tussen twee oplossingen tijdens elektrolyse. De grens wordt meestal vastgesteld tussen een gekleurde oplossing die het ion van interesse bevat en een kleurloze oplossing die een ander ion bevat.

a) Experimentele opstelling:

* Een verticale buis met een niet-geleidend materiaal (bijv. Glas) is gevuld met twee oplossingen:de oplossing van interesse die een gekleurd ion aan de onderkant bevat en een kleurloze oplossing met een ander ion aan de bovenkant.

* Elektroden worden in elke oplossing geplaatst en een directe stroom wordt door de buis geleid.

* De grens tussen de twee oplossingen beweegt naarmate de elektrolyse vordert en de beweging ervan wordt waargenomen en gemeten.

b) Principe:

* De beweging van de grens weerspiegelt de migratie van het gekleurde ion.

* De bewegingssnelheid van de grens is evenredig met het transportnummer van het gekleurde ion.

* Het transportnummer wordt berekend met behulp van de afstand die door de grens wordt verplaatst en de stroom wordt doorgegeven.

c) Berekeningen:

* Het transportnummer van het gekleurde ion wordt berekend als:

t =(afstand verplaatst door grens * Faraday Constant) / (stroom * tijd * concentratie van het gekleurde ion)

voor- en nadelen:

| Methode | Voordelen | Nadelen |

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

| de methode van Hittorf | Eenvoudige opstelling, relatief goedkoop | Tijdrovende, moeilijk om concentratieveranderingen nauwkeurig te analyseren |

| Bondenmethode verplaatsen | Nauwkeurigere bepaling van transportaantallen | Vereist speciale opstelling, beperkt tot bepaalde elektrolyten |

Beide methoden hebben hun voor- en nadelen, en de keuze van de methode hangt af van de specifieke elektrolyt die wordt bestudeerd en de gewenste nauwkeurigheid.