实验10 循环伏安法测定电极反应参数VIP免费

【Keyword循环伏安法测定电极反应参数【摘要】循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法，本实验通过循环伏安法对铁氰化钾溶液以及抗坏血酸溶液进行测量，分析其EE△Eii与c、v等参数之间的关系，对比可逆反应以及不可逆反应的pa,pc,p,pa,pc伏安特性曲线。【关键字】循环伏安法可逆反应不可逆反应电极反应kouiiiuiciiyJCyclicvoltammetryisaveryusefulelectrochemicalmethod.Inthisexperiment,potassiumferricyanidesolutionandascorbicacidsolutionweremeasuredbycyclicvoltammetry,andEpa,Epc,△Ep,ipa,ipcandc,vwereanalyzed.Therelationshipbetweenotherparameters,thecomparisonofthereversiblereactionandthevolt-amperecharacteristiccurveoftheirreversiblereaction.CyclicvoltammetryReversiblereactionIrreversiblereactionElectrodereaction图1线性扫描伏安法E-t关系曲线图2线性扫描伏安法i-E关系曲线【实验目的】1、了解循环伏安法的基本原理、特点和应用；2、学习电化学工作站的基本操作方法；3、掌握循环伏安法的实验技术和有关参数的测定方法;4、掌握分析循环伏安曲线的基本过程。【基本原理】・原理概述：循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法，虽然很少用于定量分析，但可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。・伏安分析法：电化学分析方法中，以测量电解过程中所得电流-电位（电压）曲线进行测定的方法。按施加激励信号的方式、波形及种类的不同。・线性扫描伏安法：向工作电极和对电极上施加一个随时间线性变化的直流电压（如图1）,记录电流-・循环伏安法：控制电极电势以不同的速率，随时间以三角波形一次或多次反复扫描，电势范围使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应，并记录电流-电势曲线。原理：将线性扫描电位扫到某电位E后,再回扫至原来的起始电位值E，电位与时间的关系如图3所mi示，并循环往复。电流电压曲线（即循环伏安图）包括两个分支，前半部分电位向阴极方向扫描,氧化态物质0在电极上还原：O+ne-fR后半部分电位向阳极方向扫描，电位方向逆转，还原产物R又会重新在电极上氧化：RfO+ne-电势曲线（图2）进行的分析方法。图3循环伏安法E-t关系曲线图4一个三角波扫描，可以完成还原与氧化两个过程，记录出如图4所示的循环伏安曲线。电压扫描速度：从每秒毫伏到伏量级；所用的指示电极：悬汞电极、铂电极或玻璃碳电极等；重要参数：阳极峰电流ipa、阴极峰电流ipc、阳极峰电位Epa、阴极峰电位Epc，对可逆电极过程，有：AE=E-E=57~63mV"pcn即阳极峰电势（E）与阴极峰电势（E）之差为57/n〜63/nmV之间，确切的值与扫描过阴极峰papc电势之后多少毫伏再回扫有关。一般在过阴极峰电势之后有足够的毫伏数再回扫，AEp值为58/nmV。（与扫描速度无关）正向扫描的峰电流ip为：ixn3/2AD"2V1/2c式中各参数的意义为：ip一峰电流（A）；n一电子转移数；A一电极面积（cm2）；D一扩散系数（cm2/s）；V一扫描速度（V/s）；c一浓度（mol/L）从ip的表达式看：ip与V1/2和c都呈线性关系。E+E标准电极电势为：E0=―2应用：①电极反应的性质；②电极反应的机理：对于有机物、金属有机化合物及生物物质的氧化还原机理研究很有用；③电极过程可逆性的研究：若反应是可逆的，则曲线上下对称，若反应不可逆，则曲线上下不对称；电极过程动力学参数，反应产物的稳定性，电化学一化学偶联反应及吸附等;口可逆与不可逆过程：可逆过程：对于可逆过程，循环伏安法是一个方便的测量标准电极电位的方法。准可逆过程：曲线形状与可逆度有关，一般来说，△Ep>59mV/n,且峰电位随扫描速度的增加而变化,阴极峰变负，阳极峰变正。此外，根据电极反应性质的不同，ipa/ipc可大于1,等于1或小于1,但均与扫描速度的平方根成正比，因为峰电流仍是由扩散速度所控制的；不可逆过程：反扫时没有峰，但峰电流仍与扫描速度的平方根成正比。峰电位随扫描速度的变化而变化。根据Ep与扫描速度V的关系，可计算准可逆和不可逆电极反应的速率常数Ks。循环伏安法除可应用于电极过程可逆性的研究外，对于反应产物的稳定性、电化学一化学偶联反应及吸附等方面也是一种有效的研究手段。口物质的传...