Temat: Oznaczenie liczby przenoszenia jonu
SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA
W LABORATORIUM CHEMII FIZYCZNEJ
Wydział: Chemii Spożywczej i Biotechnologii
Semestr IV
Tomasz Florczak
Ćwiczenie nr 44
Temat: Oznaczenie liczby przenoszenia jonu
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie liczby przenoszenia jonów.
Liczby przenoszenia pozwalają odpowiedzieć na pytanie w jaki sposób odbywa się rzeczywisty proces przenoszenia jonów w roztworze elektrolitu pod wpływem pola elektrycznego.
gdzie Q oznacza całkowity ładunek przeniesiony przez roztwór, a q+ jest wielkością ładunku przeniesionego przez kationy. Analogicznie definiujemy liczbę przenoszenia anionu:
Ponieważ 
, zatem z powyższych równań wynika, że suma liczb przenoszenia jest równa jedności:
Jeżeli przez roztwór przepuścimy ładunek równy jednemu faradajowi (1F), to dokładnie jeden gramorównoważnik kationów zostanie zredukowany na katodzie, a jeden gramorównoważnik anionów 1utleniony na anodzie.
Liczba elektronów otrzymanych na anodzie w wyniku reakcji jest równa liczbie elektronów dostarczonych do katody dla przeprowadzenia procesu redukcji.
Poza tym w ćwiczeniu będzie wykorzystane I prawo Faradaya:
Jedną z metod eksperymentalnych oznaczania liczb przenoszenia jest metoda Hittorfa. Przestrzeń pomiędzy elektrodami dzielimy na trzy części: katodową, środkową i anodową. Przy założeniu, że przed rozpoczęciem elektrolizy (stan a) w każdej z tych przestrzeni znajduje się dokładnie 6 gramorównoważników elektrolitu typu 1-1 (np. HCl):
Znak + obrazuje gramorównoważnik kationów, zaś znak - gramorównoważnik anionów.
Schemat został wykonany przy założeniu, że prędkość anionu jest trzy razy większa od prędkości poruszania się kationu. Po przeprowadzeniu przez naczyńko 4 faradajów uzyskujemy w rezultacie stan c. Jak widać w przestrzeni środkowej stężenie nie uległo zmianie- zmieniło się jedynie w przestrzeniach elektrodowych. Zmiana stężenia nastąpiła tam w wyniku równoczesnego przebiegu dwóch procesów: reakcji elektrodowej i migracji jonów w polu elektrycznym.
Liczbę przenoszenia można obliczyć licząc zmiany ilości gramorównoważników jonów w przestrzeni anodowej i katodowej (Δnk (a))i dalej podstawiając do wzorów:
