【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...