Il numero di trasporto di uno ione, indicato da "T", rappresenta la frazione della corrente totale trasportata da tale ione durante l'elettrolisi. Questi numeri sono cruciali per comprendere il movimento degli ioni in una soluzione elettrolitica e sono determinati usando vari metodi, due dei quali:
1. Metodo di Hittorf:
Questo metodo prevede l'analisi dei cambiamenti nella concentrazione di elettroliti attorno agli elettrodi dopo l'elettrolisi. Ecco una rottura passo-passo:
a) Setup sperimentale:
* Viene utilizzata una cella elettrolitica con due scomparti separati da un diaframma poroso.
* Gli elettrodi sono immersi nella soluzione di elettroliti e una corrente continua viene passata attraverso la cella per una durata specifica.
* La soluzione elettrolitica in entrambi i compartimenti viene analizzata prima e dopo l'elettrolisi per determinare le variazioni di concentrazione.
b) Principio:
* Il numero di trasporto di uno ione viene determinato analizzando la variazione della concentrazione dell'elettrolita attorno agli elettrodi.
* Il cambiamento nella concentrazione riflette la migrazione degli ioni durante l'elettrolisi.
* Il rapporto tra la variazione della concentrazione dello ione attorno a un elettrodo e la variazione totale della concentrazione fornisce il numero di trasporto di tale ione.
C) Calcoli:
* Il numero di trasporto del catione, T+, viene calcolato come:
T+ =(variazione della concentrazione di catione nel compartimento anodo)/(variazione totale della concentrazione di elettroliti)
* Allo stesso modo, il numero di trasporto dell'anione, T-, viene calcolato come:
t- =(variazione della concentrazione di anione nel compartimento catodo)/(variazione totale della concentrazione di elettrolita)
* Si noti che T + + T- =1, riflettendo la corrente totale trasportata da entrambi i ioni.
2. Metodo del limite mobile:
Questo metodo prevede l'osservazione del movimento di un confine tra due soluzioni durante l'elettrolisi. Il confine è in genere stabilito tra una soluzione colorata contenente lo ione di interesse e una soluzione incolore contenente uno ione diverso.
a) Setup sperimentale:
* Un tubo verticale con un materiale non conduttore (ad esempio vetro) viene riempito con due soluzioni:la soluzione di interesse contenente uno ione colorato nella parte inferiore e una soluzione incolore contenente uno ione diverso nella parte superiore.
* Gli elettrodi vengono posizionati in ciascuna soluzione e una corrente continua viene passata attraverso il tubo.
* Il confine tra le due soluzioni si muove mentre procede l'elettrolisi e il suo movimento viene osservato e misurato.
b) Principio:
* Il movimento del confine riflette la migrazione dello ione colorato.
* Il tasso di movimento del confine è proporzionale al numero di trasporto dello ione colorato.
* Il numero di trasporto viene calcolato usando la distanza spostata dal confine e la corrente è passata.
C) Calcoli:
* Il numero di trasporto dello ione colorato viene calcolato come:
t =(distanza mossa dal confine * costante faraday) / (corrente * tempo * Concentrazione dello ione colorato)
Vantaggi e svantaggi:
| Metodo | Vantaggi | Svantaggi |
| --- | --- | --- |
| Metodo di Hittorf | Setup semplice, relativamente economico | Che richiede tempo, difficile da analizzare i cambiamenti di concentrazione accuratamente |
| Metodo del confine mobile | Determinazione più accurata dei numeri di trasporto | Richiede una configurazione speciale, limitata a determinati elettroliti |
Entrambi i metodi hanno i loro vantaggi e svantaggi e la scelta del metodo dipende dall'elettrolita specifico studiato e dalla precisione desiderata.
