电化学实验报告Microsoft Word 文档

循环伏安法测定电极反应参数一、实验目的：1、学习循环伏安法测定电极反应参数的基本原理2、熟悉伏安法测定的实验技术3、学习固体电极表面的处理方法二实验原理：铁氰化钾离子[Fe(CN)6]3－－亚铁氰化钾离子[Fe(CN)6]4－氧化还原电对的标准电极电位为

[Fe(CN)6]3－+e－=[Fe(CN)6]4－;Ө=0.36V(vs.NHE)电极电位与电极表面活度的Nernst方程式为：

峰电流与电极表面活性物质的浓度的Randles-Savcik方程在一定扫描速率下，从起始电位（+0.8V）负向扫描到转折电位（-0.2V）的过程中，溶液中[Fe(CN)6]3-被还原而生成[Fe(CN)6]4-，因此产生还原电流；当正向扫描从转折电位（-0.2V）变到原起始电位（+0.8V）期间，在工作电极表面生成的[Fe(CN)6]4-又被氧化生成[Fe(CN)6]3-，从而产生氧化电流，终点又回到起始电位（+0.8V）而完成一次循环。扫描速率可以从循环伏安法的典型激发信号图的斜率反映出来。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ψpa与还原峰电位ψpc。

峰电流可表示为ip=6.25×105×n3/2Av1/2D1/2c

其中：ip为峰电流；n为电子转移数；D为扩散系数；v为电压扫描速度；A为电极面积；c为被测物质浓度。

可逆过程:△jp=jPa-jPc=56.5/nmV而且iPa/iPc=1不可逆过程：△jp>56.5/nmViPa/iPc<1

使液相传质过程只受扩散控制的处理方法：为了使液相传质过程只受扩散控制，应在加入电解质和溶液处于静止下进行电解。在0.1MNaCl溶液中[Fe（CN）6]的扩散系数为0.63×10-5cm.s-1；电子转移速率大，为可逆体系（1MNaCl溶液中，25℃时，标准反应速率常数为5.2×10-2cm三、仪器与试剂仪器：电化学分析系统；铂盘电极；铂柱电极，饱和甘汞电极；试剂：0.020mol/LK4[Fe(CN)6]0.040mol/LK4[Fe(CN)6],0.060mol/LK4[Fe(CN)6]0.080mol/LK4[Fe(CN)6]0.03mol/LHNO3α—氧化铝抛光粉（70—90g/L）1.0mol·L-1NaCl三、实验步骤：（1）指示电极的预处理铂电极用α—氧化铝抛光粉（粒径0.5~0.7µm）将电极表面抛光，然后用95%的乙醇KQ-500D型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公式产品）清洗。（2）K4[Fe（CN）6]溶液的循环伏安图的测绘，在50mV/s的扫描速率下分别作0.020mol·L-1，0.040mol·L-1，0.060mol·L-1，0.080mol·L-1的K4[Fe（CN）6]溶液（均含支持电解质NaCl浓度为0.1mol·L-1）的循环伏安图。（3）不同扫描速率K4[Fe（CN）6]溶液的循环伏安图的测绘，在0.04mol·L-1K4[Fe（CN）6]的溶液中，以100mV/s、125mV/s、150mV/s、175mV/s、200mV/s的扫描速率,在-0.2至+0.8V电位范围内扫描，分别记录循环伏安图。四、数据处理：1.

不同浓度的K4[Fe（CN）6]溶液的循环伏安图，测量得ipa、ipc、Epa、Epc的值。浓度对峰电流的影响（扫描速度恒为50mV/s）表1浓度c对CV图参数的影响（50mV/s）浓度(mol·L-1)0.0200.0400.0600.080iPc(×10-6A)81.6774151.146215.004288.47iPa(×10-6-82.4028-155.711-218.391-291.77EPc(V)0.1270.1150.1180.117EPa(V)0.2650.2850.2900.2952.分别以ipa、ipc对K4[Fe（CN）6]溶液的浓度作图，说明峰电流与浓度的关系由上图可以看出：峰电流随着浓度增大而增大3、在0.04mol·L-1K4[Fe（CN）6]的溶液中，以不同的扫描速率进行扫描，得到扫描速度对峰电流的影响的扫描图，并得到相应的数据。扫描速度对峰电流的影响（浓度恒为0.040mol·L-1）表2扫描速度ν对CV图参数的影响（浓度c均为0.040mol·L-1）扫描速率ν(V/s)0.0500.1000.1250.1500.1750.2000.2240.3160.3540.3870.4180.447iPc(×10-6170.052217.967237.559253.721267.518280.189iPa(×10-6-173.662-220.307-236.027-250.16-258.007-267.932EPc(V)0.1440.1190.1130.1030.0980.090EPa(V)0.2680.2840.2890.2940.3000.3033.分别以ipc、ipa对作图，说明峰电流与扫描速率间的关系。由上图可以看出：峰电流随着扫速增大而增大4.计算ipa/ipc的值φθ’值和Δφ值；说明K3[Fe（CN）6]在KCl溶液中电极过程的可逆性。浓度(mol·L-1)0.020.040.060.08iPa(×10-6A)82.4028155.711218.391291.77iPc(×10-6A81.6774151.146215.004288.47ipa/ipc1.00891.03021.01581.0114