Transportantalet för en jon, betecknad med "T", representerar fraktionen av den totala ström som bärs av den jonen under elektrolys. Dessa siffror är avgörande för att förstå rörelsen av joner i en elektrolytisk lösning och bestäms med olika metoder, varav två är:
1. Hittorfs metod:
Denna metod involverar analys av förändringarna i koncentration av elektrolyt runt elektroderna efter elektrolys. Här är en steg-för-steg-uppdelning:
a) Experimentell installation:
* En elektrolytisk cell med två fack separerade med ett poröst membran används.
* Elektroder är nedsänkta i elektrolytlösningen, och en likström passeras genom cellen under en specifik varaktighet.
* Elektrolytlösningen i båda facken analyseras före och efter elektrolys för att bestämma koncentrationsförändringarna.
b) Princip:
* Transportantalet för en jon bestäms genom att analysera förändringen i koncentrationen av elektrolyten runt elektroderna.
* Förändringen i koncentration återspeglar migrationen av joner under elektrolys.
* Förhållandet mellan förändringen i koncentrationen av jon runt en elektrod och den totala förändringen i koncentration ger transportantalet för den jonen.
c) Beräkningar:
* Katjonens transportnummer, T+, beräknas som:
T+ =(Förändring i koncentration av katjon i anodfacket)/(Total förändring i koncentration av elektrolyt)
* På liknande sätt beräknas transportnumret på anjonen, T-, som:
T- =(Förändring i koncentration av anjon i katodfacket)/(Total förändring i koncentration av elektrolyt)
* Observera att T + + T- =1, vilket återspeglar den totala strömmen som bärs av båda jonerna.
2. Flytta gränsmetod:
Denna metod innebär att observera rörelsen av en gräns mellan två lösningar under elektrolys. Gränsen är vanligtvis etablerad mellan en färgad lösning som innehåller jon av intresse och en färglös lösning som innehåller en annan jon.
a) Experimentell installation:
* Ett vertikalt rör med ett icke-ledande material (t.ex. glas) är fylld med två lösningar:lösningen av intresse som innehåller en färgad jon i botten och en färglös lösning som innehåller en annan jon överst.
* Elektroder placeras i varje lösning och en likström passeras genom röret.
* Gränsen mellan de två lösningarna rör sig när elektrolysen fortsätter, och dess rörelse observeras och mäts.
b) Princip:
* Rörelsen av gränsen återspeglar migrationen av den färgade jonen.
* Gränshastigheten för gränsen är proportionell mot transportantalet för den färgade jonen.
* Transportnumret beräknas med hjälp av avståndet som flyttats av gränsen och strömmen passerade.
c) Beräkningar:
* Transportantalet för den färgade jonen beräknas som:
t =(avstånd rört av gräns * Faraday konstant) / (ström * tid * koncentration av den färgade jonen)
Fördelar och nackdelar:
| Metod | Fördelar | Nackdelar |
| --- | --- | --- |
| Hittorfs metod | Enkel installation, relativt billig | Tidskrävande, svåra att analysera koncentrationsförändringar exakt |
| Flyttad gränsmetod | Mer exakt bestämning av transportnummer | Kräver specialinställning, begränsad till vissa elektrolyter |
Båda metoderna har sina fördelar och nackdelar, och valet av metod beror på den specifika elektrolyten som studeras och den önskade noggrannheten.
