1、循環伏安法測定電極反應參數班級：08級化工一班姓名： 郭鑫民學號：282090140一、實驗目的1、學習循環伏安法測定電極反應參數的基本原理2、熟悉伏安法測量的實驗技術二、實驗原理循環伏安法(CV是最重要的電化學分析研究方法之一。在電化學、無機化 學、有機化學、生物化學的研究領域廣泛應用。CV方法是循環變化的電壓施加于工作電極和參比電極之間，記錄工作電極 上得到的電流與施加電壓的關系曲線。如圖：循環伏安法典型激發信號三角波電位，轉換電位為 0.8V和-0.2V (vs.SCE)當工作電極被施加的掃描電壓激發時， 其上將產生響應電流。以該電流(縱 坐標)對電位(橫坐標)作圖，稱為循環伏安圖。如圖

2、： 0.1mol/LKNO3電解質 溶液中，0.006mol/LK3Fe(CN)6在Pt電極上的反應所得到的結果。E/V(vs.SCE)掃描速度：50V/s鉑電極面積 254nm2其電極反應為：選擇施加在a點的起始電位E為0.8V，然后沿負的電位即正向掃描，當電位負到能夠將Fe（CN） 63-還原時，在工作電極上發生還原反應：Fe（CN）63-+e=Fe（CN） 64-,陰極電流迅速增加（b-d），電流在d點達到最高峰，此后由 于電極附近溶液中的Fe（CN）63-轉變為Fe（CN） 64-而耗盡，電流迅速衰減（d-e）； 在f點電壓沿正的方向掃描，當電位正到能夠將Fe（CN） 64-氧化時，在

3、工作電極表面聚集的將發生氧化反應：Fe（CN）64-e= Fe（CN）63-，陽極電流迅速增加（i-j ），電流在j點達到最高峰，此后由于電極附近溶液中的 Fe（CN） 64-轉變 為Fe（CN） 663-而耗盡，電流迅速衰減（j-k）；當電壓達到a點的起始電位E 時便完成了一個循環。循環伏安圖的幾個重要參數為：陽極峰電流（ipa）、陰極峰電流（iQ、陽極 峰電位（Epa）陰極峰電位（&c）。對可逆氧化還原反應E=（Epa+Epc）/2。對于可逆反應，陰陽極峰電位的值， E=Ea Epc" 0.056/n（1）峰電位與掃描速度無關。而峰電流ip=2.69 X 105n3/2A

4、D/2V/2C, ip為峰電流（A），n為電子轉移數，A 為電極面積（cm1）,D為擴散系數（cmi/s ）,V為掃描速度（V/s ）,C為濃度（mol/L ）。 由此可見，i p與V/2和C都是直線關系。對于可逆的電極反應：i pa/i pc" 1對一個簡單的電極反應過程，式（1）、（2）是判斷電極反應是否可逆體系依據。三、儀器和試劑環伏安儀；X-Y記錄儀；玻璃碳圓盤電極（表面積 0.025 cm2 ）;鉑絲電極；飽和甘汞電極；超聲波清洗儀；微量注射器；電解池。0.10 mol/L K4Fe（CN）6； 0.10 mol/L NaCl 。四、實驗步驟1、指示電極的預處理 玻璃碳圓盤

5、電極：用 AI2O3粉末（粒徑0.05卩m或牙膏將電極表面拋光，然后在蒸餾水中超聲波清洗，再用蒸餾水清洗，待用。2、 支援電解質的循環伏安圖在電解池中，放入50 mL0.10 mol/L NaCl溶液，插入電極，以新處理的玻璃碳圓盤電極為指示電極，鉑絲電極為輔助電極，飽和甘汞電極為參比電極，通 N2除氧1015min。進行循環伏安儀設定，掃描速率為50 mV.s-1 ;起始電位為-0.2 V，終止電位為+0.8 V。開始循環伏 安掃描，記錄循環伏安圖。3、 K4Fe(CN)6溶液的循環伏安圖在上述測定后的溶液中，用微量注射器加入500卩L 0.10 mol/L K4Fe(CN)6溶液，攪拌溶液

6、，待溶液靜止后，按步驟2,記錄循環伏安圖。再向溶液中加入500卩L 0.10 mol/L K4Fe(CN)6 溶液，再記錄循環伏安 圖。重復此操作兩次。4、 不同掃描速率K4Fe(CN)6溶液的循環伏安圖在上述一定濃度的K4Fe(CN)6溶液中，以不同掃描速率 10200 mV.s-1，在-0.2 +0.8 V 電 位范圍內掃描，分別記錄循環伏安圖。五、數據記錄表1 濃度c對CV圖參數的影響(50mV/s)濃度-1(mol)0.0200.0400.0600.080-6i pc( x 10 A)88.3746160.384246.624324.462_6i p< x 10 A)-89.16

7、67-169.351-252.219-327.048Epc( V )0.1370.1340.1350.136氐(V )0.2460.2620.2680.273表2掃描速度v對CV圖參數的影響(濃度 c均為0.040 molL)掃描速度v(V / s )0.0500.1000.1250.1500.1750.200石0.2240.3160.3540.3870.4180.447i pc( x 10-6A)160.384212.832232.658247.269262.333273.838i p< x 10-6A)-169.351-221.786-238.952-254.838-267.005-

8、273.778氐(V )0.13410.115r 0.1080.1030.098r 0.091 :壓a ( V )0.2620.2730.2780.2820.2870.291圖1.濃度對峰電流的影響（掃描速度恒為 50mV/s）快速循環伏安法掃描速率H50wV/S）400. ooao300.0000開關電til （1）0.8000 開關電位2 （伏）-o. 2000 掃描速度（伏7）0.0500 等待時間（秒）口0.000-300. OOOOo.soo0 400 電位/伏-0.200圖2.掃描速度對峰電流的影響（濃度恒為 0.040mol L-1）快速循環伏安法01初始電位（伏）0.8000 開關電，位1（伏川創0E 開關電位2（伏卜0.20W等待吋間（秒屮0.<100-0.200電位/伏D'0M300 0000250.0000150.000050.0000-50.0000-150.0009-250.00000. g腳六、數據處理圖一：濃度C與峰電流的關系4-0流電峰圖二：掃描速率V與峰電流的關系A 一-o-流電峰七、實驗結論1、根據圖一，在相同的掃描速度下，濃度越大電流越大。2、根據圖二，在相同濃度下，掃