实验4循环伏安法判断电极过程

1 实验4 循环伏安法判断电极过程 一、实验目的 1．学会使用电化学工作站进行循环伏安法的测定。 2．掌握用循环伏安法判断电极的可逆性。 3．测量峰电流和峰电位，了解扫描速率和浓度对循环伏安图的影响。 二、实验原理 1．循环伏安法 循环伏安法和单扫描极谱法类似。是在电极上施加一个线性扫描电压，当到达某设定的终止电位后，再反向回扫至某设定的起始电压。进行正向扫描时若溶液中存在氧化态O， 电极上将发生还原反应： O ＋ ne-≒ R 反向回扫时，电极上的还原态R 将发生氧化反应： R≒ O ＋ ne- 图1 循环伏安法的典型激发信号 三角波电位，转换电位为 0.8 V 和－0.2 V（vs.SCE） 2．测量原理 2 例循环伏安图，图2 峰电流表示为： ip＝2.69×105×n3/2v1/2D1/2A c 其中：ip为峰电流（A，安培）；n 为电子转移数；D 为扩散系数（cm2·s-1）；v 为电压扫描速度（V·s-1）；A 为电极面积（cm2）；c为被测物质浓度（mol·L-1）。 图2 循环伏安图 从循环伏安图可获得氧化峰电流ipa与还原峰电流ipc，氧化峰电位 Epa与还原峰电位 Epc。 对于可逆体系，氧化峰电流ipa与还原峰电流ipc绝对值的比值 ipa / ipc ＝1 氧化峰电位 Epa与还原峰电位 Epc电位差： △E＝Epa－ Epc ＝ 2.2 RTnF ≈ 0 .0 5 6n（V） （T = 298 K） 条件电位 Eo′： Eo′＝2papcEE 由此可判断电极过程的可逆性 3 三、仪器与试剂 1．仪器：电化学工作站，金元盘电极、铂圆盘电极和玻璃碳电极，铂丝电极和饱和甘汞电极。 2．试剂：1×10-2mol·L-1 K3Fe(CN)6；1.0 mol·L-1 KNO3。 四、实验步骤 1．溶液的配制 取5.0 mL 铁氰化钾的原始溶液于100mL 容量瓶中，稀释、定容，得到1.0×10-3的[Fe(CN)6]3-溶液；取10mL1.0×10-3的[Fe(CN)6]3溶液于100mL 容量瓶中，稀释、定容，得到1.0×10-4的[Fe(CN)6]3-溶液；取10mL1.0×10-4的[Fe(CN)6]3溶液于100mL 容量瓶中，稀释、定容，得到1.0×10-5的[Fe(CN)6]3-溶液。 2．指示电极的预处理 金圆盘玻碳电极用Al2O3粉末（粒径0.05 µm） 或 牙 膏 将 电极表 面抛 光 ，然 后 用蒸 馏 水 清 洗 。 3．支 持 电解 质 的循 环 伏 安 图 (检 测 工作电极) 在 电解 池 中放 入 0.1 mol·L-1 KNO3溶液，插 入 电极，以 新 处理的金圆盘玻碳电极为 指示电极，铂丝电极为 辅 助 电极，饱和甘汞电极为参 比 电极，进...