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电化学工作站循环伏安法使用说明连接电极：绿夹夹工作电极（W），黄夹夹参比电极（R），红夹夹辅助电极（A）。
1.打开电脑-----打开工作站开关------双击工作站图标运行工作站程序。
点击界面工具栏“选择电化学方法”按钮。
2.选择线性扫描循环伏安法，点击确定。
3. 点击界面工具栏，“参数设定按钮”3.1：测试电池等能量实验的可以在开路电位前面的方块内点击打钩。
3.2：静止电位:对含有电容电压的器件，电流瞬间有变化的工作电极可给以10秒左右的静置点位，静置电位和起始电位相符。
一般只用第一折返做终止电位。
做电池、电容器用到第二折返。
上面是设定的铁氰化钾在玻碳电极下的循环伏安参数设置完成后点击“确定”。
4.点击界面工具栏“运行按钮”下面是铁氰化钾在玻碳电极下的循环伏安扫描图抛光好的工作电极在铁氰化钾中的峰电位差应小于80mV，电流比约等于1.5.测量：5.1点击界面工具栏测量按钮5.2：如果是多圈，点击当前圈的（+）（-）调看多圈的其中某圈。
5.3：点击只显当前圈，可以屏蔽其他多圈的显示。
5.4：点击自动测量，左侧出现各个峰的电位、电流和面积。
5.5：点击自动测量可以显示各个峰的点位和电流，点击1、2、3、4、。
可测量各个峰的测量值。
5.6：峰型不好的也可以采用手动测量。
5.7：只要保存原图，删除没有显示的图就可以保存每一圈的图，只是要把保存的名称改动一下，比如后面加上1或者2等就可以了。
5.8：如果做得图是差失脉冲伏安法或者是方波伏安法，点击半峰法旁边的小三角，选中高斯法就可以手动测量了。
6.保存：6.1：图谱保存：点击文件---另存为-----自建文件夹或者保存某一硬盘中。
6.2保存TXT文件; 点击文件---导出数据文本（.TXT）-----自建文件夹或者保存某一硬盘中。
6.3保存图片：点击文件---导出位图图像（.bmp）-----自建文件夹或者保存某一硬盘中。
6.4复制（剪贴板），可以直接复制到Word中。
循环伏安法原理：循环伏安法（CV）是最重要的电分析化学研究方法之一。
该方法使用的仪器简单，操作方便，图谱解析直观，在电化学、无机化学、有机化学、生物化学等许多研究领域被广泛应用。
循环伏安法通常采用三电极系统，一支工作电极（被研究物质起反应的电极），一支参比电极（监测工作电极的电势），一支辅助（对）电极。
外加电压加在工作电极与辅助电极之间，反应电流通过工作电极与辅助电极。
对可逆电极过程（电荷交换速度很快），如一定条件下的Fe(CN)63-/4-氧化还原体系，当电压负向扫描时，Fe(CN)63－在电极上还原，反应为：Fe(CN)63－＋e-→Fe(CN)64－得到一个还原电流峰。
当电压正向扫描时，Fe(CN)64－在电极上氧化，反应为：Fe(CN)64－－e-→Fe(CN)63－得到一个氧化电流峰。
所以，电压完成一次循环扫描后，将记录出一个如图2所示的氧化还原曲线。
扫描电压呈等腰三角形。
如果前半部扫描(电压上升部分)为去极化剂在电极上被还原的阴极过程，则后半部扫描(电压下降部分)为还原产物重新被氧化的阳极过程。
因此．一次三角波扫描完成一个还原过程和氧化过程的循环，故称为循环伏安法。
应用领域：循环伏安法能迅速提供电活性物质电极反应的可逆性，化学反应历程，电活性物质的吸附等许多信息。
循环伏安法可用于研究化合物电极过程的机理、双电层、吸附现象和电极反应动力学．成为最有用的电化学方法之一。
如通过对未知研究体系的CV研究，可以获研究对象的反应电位或和平衡电位, 估算反应物种的量，以及判断反应的可逆性。
电化学反应中物种反应的量可以依据Faraday定律估算，, 其中m为反应的摩尔量, n为电极反应中的得失电子数，F为图2 氧化还原cv曲线图图1 cv图中电势~时间关系图3 Ag在Pt电极上电结晶过程的CV图0.01mol/LagNO3+0.1mol/LKNO3Faraday常数（96485 C.molmnFidtQt==∫0-1）。
循环伏安确定反应是否为可逆反应1.氧化峰电流与还原峰电流绝对值相等，即二者绝对值比值始终为一，与扫描速率，换向电势，扩散系数无关。
2.氧化峰与还原峰电位差约为59mV利用循环伏安确定反应是否为可逆反应1.氧化峰电流与还原峰电流之比的绝对值等于12.氧化峰与还原峰电位差约为(59/n)mV (25摄氏度时)一般这两个条件即可判断扩散反应或者是吸附反应：改变扫描速率，看峰电流是与扫描速率还是它的二次方根成正比~~ 若是与扫描速率成线性，就是表面控制过程~与二次方根成线性，就是扩散控制~~偶认为，，，给6楼纠正下，是59/n,n为电子转移量（亚铁-铁，n=1）温度一般是293K下确定，但是一般我们实验时候不是在这个温度下，因此用这个算是有误差的，一般保证其值在100mv以下都算合理的误差，随着扫描速度的变大，这个值 ...循环伏安测试的基本电位条件设定是根据你的研究电机与参比电极决定利用循环伏安确定反应是否可逆1：氧化峰和还原峰的电流比是否相等，若相等则可逆。
有时对同一体系，扫描速率不同也会在一定程度上影响其可逆性的一般而言，扫速越大其电化学反应电流也就越大。
2：氧化峰和还原峰电位差等于59/nmV,若大于，则是准可逆体系。
这种确定onset potential的方法的依据是什么呢？我看有的文献上直接是作一条切线，但这样误差也很大，很主观随意。
不知道Electrochimica Acta 53 (2007) 811–822这篇文献中的这种求onset potential的方法的依据是什么。
Quote:Originally posted by crossin at 2009-4-28 17:29:The onset is defined as the potential at which 10% or20%of the current value at the peak potential was reached.(Electrochimica Acta 53 (2007) 811–822)不是“依据(accord)”，而是“定义（define）”以前我们老师上电极过程动力学的时候说准确的onset potential其实是很难被确定的。
循环伏安法及应用电池反应实际上是一个氧化还原反应。
反应粒子在电极表面上进行的氧化（失去电子)反应叫阳极反应；相应的还原(获得电子)反应叫阴极反应。
电极电位可表示氧化还原反应的难易程度。
由左图可知，电极反应速度一般由以下几个因素来控制：（1）物质传递；（2）吸附与脱附过程；（3）电子传递过程电极表面电化学反应示意图电荷移动速度k和物质传输速度m对电流电位曲线的影响反应慢，具有足够的传输能力为了使反应加速必须加电压反应快，受到传输能力限制为了增加传输能力必须增加反应物浓度或进行搅拌循环伏安法三角波电位进行扫描，所获得的电流响应与电位信号的关系，称为循环伏安扫描曲线。
开始扫描，工作电极电位电位不断变负，物质在负极还原；反向扫描时，物质在电极发生氧化反应。
因此，在一个三角波扫描中可完成个还原氧化过程的循环。
原理：在电极上施加一个线性扫描电压，以恒定的变化速度扫描，当达到某设定的终止电位时，再反向回归至某一设定的起始电位，循环伏安法电位与时间的关系（见图）循环伏安法若电极反应为O+e→R，反应前溶液中只含有反应粒子O、且O、R在溶液均可溶，控制扫描起始电势从比体系标准平衡电势正得多的起始电势φ处开始势作正向电扫描，电流响i应曲线则如右图所示。
当电极电势逐渐负移到φ0附近时，O开始在电极上还原，并有法拉第电流通过。
平由于电势越来越负，电极表面反应物O的浓度逐渐下降，因此向电极表面的流量和电，然后电流逐渐下流就增加。
当O的表面浓度下降到近于零，电流也增加到最大值Ipc降。
当电势达到φ后，又改为反向扫描。
r随着电极电势逐渐变正，电极附近可氧化的R粒子的浓度较大，在电势接近并通时，表面上的电化学平衡应当向着越来越有利于生成O的方向发展。
于是R开过φ0平，随后又由于R的显著消耗而引起电流衰始被氧化，并且电流增大到峰值氧化电流Ipa降。
整个曲线称为“循环伏安曲线”。
循环伏安法的特征1、Ipc 与反应物O的本体浓度成正比，与扫描速率v的平方根（即v1/2）成正比。
1.循环伏安法是指在电极上施加一个线性扫描电压，以恒定的变化速度扫描，当达到某设定的终止电位时，再反向回归至某一设定的起始电位，循环伏安法电位与时间的关系为（见图a ）,其中ϕr -ϕi 为扫描范围（电势窗口，通常水体系为-1V~+1V ），其正斜率为扫描速率，简称扫速，单位mV/s ，常用50mV/s 。
若电极反应为O ＋e R ，反应前溶液中只含有反应粒子O 、且O 、R 在溶液均可溶，控制扫描起始电势从比体系标准平衡电势正得多的起始电势处开始势作正向电扫描，电流响应曲线则如图b 所示。
当电极电势逐渐负移到附近时，O 开始在电极上还原，并有电流通过。
由于电势越来越负，电极表面反应物O 的浓度逐渐下降，因此向电极表面的流量和电流就增加。
当O 的表面浓度下降到近于零，电流也增加到最大值Ipc(还原峰电流)，对应的电压为还原峰电压E pc ，然后电流逐渐下降。
当电势达到ϕr 后，又改为反向扫描。
随着电极电势逐渐变正，电极附近可氧化的R 粒子的浓度较大，在电势接近并通过时，表面上的电化学平衡应当向着越来越有利于生成R 的方向发展。
于是R 开始被氧化，并且电流增大到峰值氧化电流Ipa(氧化峰电流) ，对应的电压为氧化峰电压E pa （一般作为it 实验的工作电压），随后又由于R的显著消耗而0平ϕ0平ϕ引起电流衰降。
整个曲线称为“循环伏安曲线”。
图3、电极在0.05 mol饱和的PBS 中不同扫速的循环伏安图，扫速由内到外依次为0.02、0.05、0.1、0.15、和0.2 V/s，插图为峰电流和扫速的校正曲线，扫描速率与电流呈线性，表明电极过程受表面控制（或称反应控制）（若扫描速率的方根与电流呈线性，表明电极过程受扩散控制）。
循环伏安法原理及结果分析循环伏安法（Cyclic Voltammetry，CV）是一种常用的电化学分析技术，广泛应用于化学、生物、材料科学等领域。
它通过在电极上施加线性变化的电位扫描，测量电流随电位的变化，从而获取有关电化学反应的信息。
一、循环伏安法的原理循环伏安法的基本原理基于电化学中的氧化还原反应。
在实验中，工作电极、参比电极和对电极组成三电极体系。
工作电极是研究的对象，参比电极用于提供稳定的电位参考，对电极则用于完成电流回路。
电位扫描通常从起始电位开始，以一定的扫描速率向一个方向线性增加或减少，到达终止电位后，再反向扫描回到起始电位，从而形成一个循环。
在电位扫描过程中，电活性物质在电极表面发生氧化或还原反应，产生电流。
当电位逐渐增加时，电活性物质被氧化，电流逐渐增大；当电位达到物质的氧化峰电位时，电流达到最大值，随后随着电位的继续增加，电流逐渐减小。
反向扫描时，氧化产物被还原，产生还原电流，出现还原峰。
循环伏安曲线的形状和特征参数（如峰电位、峰电流等）与电活性物质的性质、浓度、电极反应的可逆性等因素密切相关。
二、循环伏安法的实验装置循环伏安法的实验装置主要包括电化学工作站、三电极体系、电解池和电解质溶液。
电化学工作站用于控制电位扫描和测量电流。
三电极体系中的工作电极通常根据研究对象选择，如铂电极、金电极、玻碳电极等；参比电极常见的有饱和甘汞电极、银/氯化银电极等；对电极一般为铂丝或铂片。
电解池用于容纳电解质溶液和电极，通常由玻璃或塑料制成。
电解质溶液的选择要根据研究的体系和目的确定，其浓度和组成会影响实验结果。
三、循环伏安曲线的特征典型的循环伏安曲线包括氧化峰和还原峰。
氧化峰电位和还原峰电位之间的差值（ΔEp）可以反映电极反应的可逆性。
对于可逆反应，ΔEp 较小，一般在 59/n mV（n 为电子转移数）左右；而不可逆反应的ΔEp 较大。
峰电流（Ip）与电活性物质的浓度成正比，通过测量峰电流可以定量分析物质的浓度。
循环伏安法原理及结果分析一、循环伏安法的原理循环伏安法是通过控制工作电极的电位，在一个特定的电位范围内以一定的扫描速率进行循环扫描，同时测量电流随电位的变化。
在典型的循环伏安实验中，工作电极（如铂、金、玻碳等）、参比电极（如饱和甘汞电极、Ag/AgCl 电极等）和辅助电极（通常为铂丝）组成三电极体系，置于含有研究对象的电解质溶液中。
电位扫描通常从起始电位开始，向一个方向扫描到终止电位，然后反向扫描回到起始电位，形成一个完整的循环。
在扫描过程中，电极表面发生氧化还原反应，产生电流。
电流的大小与电极表面发生的电化学反应速率以及反应物和产物的浓度有关。
当电位逐渐增加时，若达到某种物质的氧化电位，该物质就会在电极表面发生氧化反应，产生氧化电流。
反之，当电位逐渐降低时，若达到某种物质的还原电位，该物质就会在电极表面发生还原反应，产生还原电流。
通过测量不同电位下的电流值，可以得到循环伏安曲线。
二、循环伏安曲线的特征循环伏安曲线通常呈现出峰形，包括氧化峰和还原峰。
氧化峰对应于物质的氧化过程，还原峰对应于物质的还原过程。
峰电流（ip）是循环伏安曲线中最重要的参数之一。
峰电流的大小与电活性物质的浓度、扫描速率、电极面积以及电化学反应的速率常数等因素有关。
一般来说，电活性物质的浓度越高，峰电流越大；扫描速率越快，峰电流也越大，但峰形可能会变得更尖锐；电极面积越大，峰电流也越大。
峰电位（Ep）是指峰电流对应的电位值。
氧化峰电位（Epa）和还原峰电位（Epc）之间的差值（ΔEp ＝ Epa Epc）可以反映电化学反应的可逆性。
对于可逆的电化学反应，ΔEp 约为 59/n mV（n 为电子转移数）；对于不可逆的电化学反应，ΔEp 通常较大。
此外，还可以通过循环伏安曲线计算出其他参数，如半峰电位（E1/2）、峰宽（W）等，这些参数对于分析电化学反应的性质也具有重要意义。
三、结果分析1、定性分析通过循环伏安曲线的峰电位，可以初步判断发生的电化学反应类型以及参与反应的物质。
循环伏安法原理
循环伏安法（Cyclic voltammetry，CV）是一种常用于电化学
研究的实验技术，用于研究电化学反应动力学、电极表面的电化学性质以及电极材料的电化学特性。
该方法的原理基于对电极上施加一系列线性变化的电位，通过测量所施加电位下的电流响应来获取样品的电化学信息。
CV
实验通常在三电极电极池中进行，包含工作电极、参比电极和计量电极。
首先，通过施加一个起始电位，使得工作电极与参比电极之间建立起一个起始电位差。
然后，通过改变电位来引发电化学反应，这导致在电极表面上发生氧化和还原反应。
这些反应会引起从工作电极到计量电极的电流流动。
随后的实验过程中，电位逐渐改变，使得电化学反应在每个电位值上进行。
电位的变化速率称为扫描速率，可用于控制反应速率。
在每个电位上，会测量到一个对应的电流响应，并绘制成循环伏安曲线。
通过分析循环伏安曲线，可以获取有关电化学反应的许多信息，例如反应的峰电位（峰电位代表了氧化还原反应的电位值）、峰电流（峰电流与反应速率有关）、氧化还原峰之间的电位差（反映反应的可逆性质）、氧化还原峰的峰形等。
此外，CV
还可以用于确定电极表面的有效面积、测量电极表面上的电荷转移速率等参数。
总之，循环伏安法通过改变电位来引发电化学反应，并通过测量电流响应来获取电化学信息。
它是一种简单有效的电化学检测方法，被广泛应用于材料科学、化学分析、电池研究等领域。
循环伏安法原理及结果分析循环伏安法是一种重要的电化学分析技术，在化学、材料科学、生物化学等领域都有着广泛的应用。
它不仅可以用于研究电极过程的动力学和热力学性质，还能对物质的氧化还原特性进行定性和定量分析。
接下来，让我们深入了解一下循环伏安法的原理以及如何对其结果进行分析。
一、循环伏安法的原理循环伏安法是通过控制工作电极的电位，使其按照特定的扫描速率在一定的电位范围内进行循环扫描，同时测量电流随电位的变化。
在实验中，通常有三个电极：工作电极、参比电极和辅助电极。
工作电极是研究的对象，其表面发生的电化学反应会产生电流。
参比电极提供一个稳定的电位参考，确保测量的电位准确。
辅助电极则用于形成电流回路，使电化学反应能够顺利进行。
当对工作电极施加电位时，电极表面的物质会发生氧化或还原反应。
电位从起始电位向一个方向扫描，当达到物质的氧化电位时，物质被氧化，产生氧化电流；继续扫描，当达到还原电位时，被氧化的物质又会被还原，产生还原电流。
然后电位反向扫描，重复上述过程，形成一个封闭的循环曲线。
二、循环伏安曲线的特征典型的循环伏安曲线包括以下几个重要特征：1、峰电位氧化峰电位和还原峰电位分别对应物质氧化和还原反应发生的电位。
峰电位的位置可以反映物质的氧化还原能力，不同物质的峰电位通常不同，因此可以通过峰电位对物质进行定性分析。
2、峰电流峰电流的大小与电活性物质的浓度、扩散系数、电极面积以及扫描速率等因素有关。
在一定条件下，峰电流与物质的浓度成正比，这是定量分析的基础。
3、峰形峰形的宽窄和对称性可以反映电极反应的可逆性。
如果氧化峰和还原峰对称，且峰电位之差较小，通常表示电极反应是可逆的；反之，如果峰形不对称，峰电位之差较大，则表示电极反应不可逆或准可逆。
三、影响循环伏安曲线的因素1、扫描速率扫描速率的快慢会影响峰电流和峰电位。
一般来说，扫描速率增加，峰电流增大，但峰电位会发生偏移。
2、溶液浓度电活性物质的浓度越高，峰电流越大。
循环伏安法原理及结果分析循环伏安法（Cyclic Voltammetry，简称CV）是一种常用的电化学测试技术，广泛应用于材料科学、电化学、生物分析等领域。
本文将介绍循环伏安法的原理和结果分析。
一、循环伏安法原理循环伏安法通过在电化学系统中施加恒定电压，测量电流随时间的变化，从而获得电化学反应的动力学信息。
其原理基于伏安定律和法拉第定律。
伏安定律（Ohm's Law）描述了电压、电流和电阻之间的关系，即U = I * R。
根据伏安定律，当施加在电化学系统上的电势变化时，电化学反应导致的电流也会发生变化。
法拉第定律则是描述了电化学反应电流与反应物浓度之间的关系。
根据法拉第定律，当电化学反应进行时，电流的大小与反应物浓度成正比。
循环伏安法通过循环扫描电位来实现对电化学反应的观测。
其步骤包括：首先，以一定速率从初始电位变化至最大电位；然后，以相同的速率从最大电位回到初始电位；最后，以相同速率在这两个电位间进行循环。
在不同电位下测量的电流值可以描绘出循环伏安曲线。
二、循环伏安法结果分析1. 循环伏安曲线形状分析根据循环伏安曲线的形状，可以判断电化学反应的类型和反应程度。
典型的循环伏安曲线形状包括正向扫描、逆向扫描和氧化还原峰。
正向扫描对应于电化学氧化反应，逆向扫描对应于电化学还原反应。
氧化还原峰则是反应物被氧化和还原的过程。
2. 峰电位和峰电流分析峰电位是循环伏安曲线中峰值所对应的电位值，峰电流则是在峰电位处发生的电流峰值。
通过分析峰电位和峰电流的数值可以获得反应的动力学参数，如扩散系数、转变速率等。
峰电位的大小可以反映反应的可逆性，大于理论值时表明反应不可逆。
3. 转变速率常数和电荷转移系数分析转变速率常数（k0）与电极表面反应物的扩散速率和电荷传输速率密切相关，体现了反应过程的快慢。
电荷转移系数（α）则表示电化学反应中电荷转移的效率。
通过计算这两个参数，可以了解反应的速率控制步骤以及反应机理。
[循环伏安法原理]cv循环伏安法原理1 电化学测试的基本知识电极电势、通过电极的电流是表征复杂的微观电极过程特点的宏观物理量。
电化学测量的主要任务是通过测量包含电极过程各种动力学信息的电势、电流两个物理量，研究它们在各种极化信号激励下的变化关系，从而研究电极过程的各个基本过程。
基于电化学的测量规律、按照对应出现的时间顺序，电化学测量大致可以分为三类。
第一类是电化学热力学性质的测量方法，基于Nernst方程、电势-pH图、法拉第定律等热力学规律；第二类是依靠单纯电极电势、极化电流的控制和测量进行的动力学性质的测量方法，研究电极过程的反应机理，测定过程的动力学参数；第三类是在电极电势、极化电流的控制和测量的同时，结合光谱波谱技术、扫描探针显微技术，引入光学信号等其他参量的测量，研究体系电化学性质的测量方法。
在电化学反应过程中，电极中包括四个基本过程：1）电荷传递过程（charge transfer process）：电化学步骤。
2）扩散传质过程（diffusion process）：主要是指反应物和产物在电极界面静止液层中的扩散过程。
3）电极界面双电层的充电过程（charging process of electric double layer）：非法拉第过程。
4）电荷迁移过程（migration process）：主要是溶液中离子的电迁移过程，也称为离子导电过程。
另外，还可能有电极表面的吸脱附过程、电结晶过程、伴随电化学反应的均相化学反应过程。
因此，要进行电化学测量，研究某一个基本过程，就必须控制实验条件，突出主要矛盾，使该过程在电极总过程中占据主导地位，降低或消除其它基本过程的影响，通过研究总的电极过程研究这一基本过程，这就是电化学测量的基本原则。
电化学测量的主要分为三个步骤：1）实验条件控制；2）实验结果的测量；3）实验结果解析。
在电化学测试中，一般采用三电极体系进行测量。
图1 三电极体系电路示意图由图可知：电解池由三个电极组成。
循环伏安法原理：循环伏安法（CV ）是最重要的电分析化学研究方法之一。
该方法使用的仪器简单，操作方便，图谱解析直观，在电化学、无机化学、有机化学、生物化学等许多 研究领域被广泛应用。
循环伏安法通常采用三电极系统，一支工作电极（被研究物质起反应的电极），一支参比电极（监测工作电极的电势），一支辅助（对）电极。
外加电压加在工作电极与辅助电极之间，反应电流通过工作电极与辅助电极。
对可逆电极过程（电荷交换速度很快），如一定条件下的Fe(CN)63-/4-氧化还原体系，当电压负向扫描时，Fe(CN)63－ 在电极上还原，反应为：Fe(CN)63－＋e - → Fe(CN)64－得到一个还原电流峰。
当电压正向扫描时，Fe(CN)64－在电极上氧化，反应为： Fe(CN)64－ － e - → Fe(CN)63－得到一个氧化电流峰。
所以，电压完成一次循环扫描后，将记录出一个如图2所示的氧化还原曲线。
扫描电压呈等腰三角形。
如果前半部扫描(电压上升部分)为去极化剂在电极上被还原的阴极过程，则后半部扫描(电压下降部分)为还原产物重新被氧化的阳极过程。
因此．一次三角波扫描完成一个还原过程和氧化过程的循环，故称为循环伏安法。
应用领域：循环伏安法能迅速提供电活性物质电极反应的可逆性，化学反应历程，电活性物质的吸附等许多信息。
循环伏安法可用于研究化合物电极过程的机理、双电层、吸附现象和电极反应动力学．成为最有用的电化学方法之一。
如通过对未知研究体系的CV 研究，可以获研究对象的反应电位或和平衡电位, 估算反应物种的量，以及判断反应的可逆性。
电化学反应中物种反应的量可以依图2 氧化还原cv 曲线图图1 cv 图中电势~时间关系据Faraday 定律估算，, 其中m 为反应的摩尔量, n 为电极反应中的得失电子数，F 为Faraday 常数（96485 C.molmnFidtQt==∫0-1）。
如图3的CV 图中，阴影部分对应的是铂上满单层氢脱附的电量，为210 μC/cm 2。
实验一 循环伏安（CV）实验 ——099928 袁秉宇 一、 实验目的： 掌握循环伏安法（CV）基本操作；掌握受扩散控制电化学过程的判别方法；了解可逆电化学过程及条件电极电位的测定；了解电化学—化学偶联反应过程的循环伏安特点。并学会电化学工作站仪器的使用。 二、 循环伏安法原理： 扫描电压呈等腰三角形。 在一定扫描速率下，从起始电位正向扫描到转折电位期间，溶液中[Fe(CN)6]4-被氧化生成[Fe(CN)6]3-，产生氧化电流；当负向扫描从转折电位（+0.8 V）变到原起始电位（-0.2 V）期间，在指示电极表面生成的[Fe(CN)6]3- 被还原生成[Fe(CN)6]4- ，产生还原电流。因此．一次三角波扫描完成一个还原过程和氧化过程的循环，故称为循环伏安法。循环伏安法可用于研究化合物电极过程的机理、双电层、吸附现象和电极反应动力学．成为最有用的电化学方法之一。电流扫描如下图示： 三，实验步骤 1. 电极表面抛光，用粒径为0.05微米的氧化铝粉末磨电极，，直到用于亚铁氰化钾溶液中进行循环伏安扫描电位差小于70mv为止。但由于实验中只要求小于100mv即可。磨电极的时候食指轻轻压住电极要保持竖直，这样才可以磨好电极。 2．电极连接，参数设定（起始电位为0mv、电位扫描范围0— 500mv、扫描速度等） 3 配制50mM铁氰化钾标准溶液，0.5 M的KCl溶液；移取0.5、 1、2.5、5mL铁氰化钾标准溶液至25mL容量瓶中，再加入 5mLKCl溶液，配制成1、2、5、10mmol铁氰化钾标准溶液。 4. 固定浓度，改变扫描速率（10、20、40、80、160mV/s），测 定峰电流随扫描速率的变化，如下图所示：
5．固定扫描速率（80mv/s），控制一定的扫描速率测定峰电流随 浓度的变化；
四、 数据处理 1. 计算亚铁氰化钾的条件电极电位；
=(0.189+0.259)/2=0.224V。
循环伏安法原理及结果分析循环伏安法（Cyclic voltammetry，CV）是一种电化学分析方法，常用于研究电极上的化学和电化学反应以及物质的电化学行为。
它通过改变电极电位并测量所引起的电流变化，得到一个电流-电压（I-V）曲线，从而分析电化学反应的特性和机理。
CV实验通常使用一个工作电极、一个参比电极和一个辅助电极的电化学电池。
工作电极是用来进行电化学反应的电极，参比电极用来测量工作电极与参比电极之间的电位差，辅助电极用来提供能量以促进电化学反应的进行。
实验中，通过改变工作电极的电位，可以在电化学电池中引起氧化还原反应。
结果是电流的变化，这个变化被记录下来以产生I-V曲线。
CV实验中的结果分析包括几个方面：1.反应的电位范围：通过改变工作电极的电位扫描范围，可以确定反应的电位范围。
通常将电位从一个初始电位线性地扫描到另一个终止电位，然后再返回到初始电位。
扫描速率和电位范围的选择取决于所研究的电化学反应和物质的性质。
2.峰电位和峰电流：CV曲线通常包含多个峰，每个峰对应于一个电化学反应。
峰电位是峰的中心电位，表示氧化和还原反应的临界电位。
峰电流是峰的最大电流值，表示反应速率和物质浓度的关系。
通过测量峰电位和峰电流，可以确定反应的动力学和热力学参数。
3.峰形：CV曲线的峰形可以提供有关反应机理的信息。
对于可逆反应，峰电流正比于扫描速率；对于不可逆反应，峰电流与扫描速率无关。
峰形也可以显示反应的控制步骤，如扩散控制、电极控制或混合控制。
4.电化学反应的类型：通过分析CV曲线的形状和特征，可以确定电化学反应的类型。
例如，CV曲线中的一个峰表示一个氧化还原反应，而CV曲线中的两个峰表示一个两步反应。
5.物质的电化学行为：CV实验也可以用来研究物质在电极上的电化学行为。
通过改变溶液pH、阳离子或阴离子的浓度，可以观察到电化学反应的变化。
此外，还可以测量不同溶液中的CV曲线并进行比较，以了解物质在不同环境中的电化学性质。
循环伏安法原理循环伏安法（Cyclic Voltammetry，简称CV）是一种电化学技术，用于研究电化学反应动力学和研究电极表面的性质。
它通过在电极上施加一定的电压波形，并测量电流响应来研究物质的氧化还原反应。
循环伏安法原理基于法拉第定律和反应速率理论，是一种常用的表征电化学反应动力学的实验手段。
循环伏安法的原理基于电化学反应的动力学过程。
在实验中，通过在电极上施加一定的电压波形，可以引发物质的氧化还原反应。
当电压施加到一定程度时，电极上的物质将发生氧化或还原反应，产生相应的电流响应。
通过测量这一电流响应，可以得到物质的氧化还原峰电位和峰电流，进而分析物质的电化学性质。
循环伏安法的原理还包括扫描速率和反应速率的关系。
在实验中，通过改变电压施加的速率，可以得到不同的电流响应曲线。
根据法拉第定律和反应速率理论，可以推导出不同扫描速率下的电流响应曲线，从而分析电化学反应的动力学特性。
通过分析不同扫描速率下的循环伏安曲线，可以得到物质的电化学反应机理和反应速率常数等重要参数。
循环伏安法的原理还涉及电化学反应的可逆性和不可逆性。
在实验中，通过改变电压的扫描方向，可以得到不同的氧化还原峰电位和峰电流。
根据这些数据，可以判断电化学反应是可逆的还是不可逆的，进而分析物质的电化学反应机理和反应动力学特性。
总之，循环伏安法的原理基于电化学反应的动力学过程，通过施加电压波形并测量电流响应，可以分析物质的氧化还原峰电位、峰电流、反应速率常数等重要参数，从而揭示物质的电化学性质和反应机理。
这种实验手段在化学、材料、生物等领域具有重要的应用价值，对于研究电化学反应动力学和表征电极表面性质具有重要意义。
循环伏安法原理及结果分析在化学和材料科学领域，循环伏安法是一种极为重要的电化学分析技术。
它能够提供有关电化学反应的丰富信息，对于研究物质的氧化还原性质、电极过程动力学以及检测分析物等方面都具有重要意义。
循环伏安法的基本原理并不复杂。
简单来说，它是通过控制工作电极的电位，使其在一个特定的电位范围内以一定的扫描速率进行线性扫描，同时测量电流随电位的变化。
在实验中，通常会设置一个三电极体系，包括工作电极、对电极（辅助电极）和参比电极。
工作电极是发生电化学反应的场所，对电极用于传导电流，而参比电极则提供一个稳定的电位参考。
当电位从起始电位向一个方向扫描时，溶液中的电活性物质会在工作电极表面发生氧化反应，产生氧化电流。
随着电位的继续扫描，当达到一定电位时，氧化反应停止，还原反应开始，此时电流方向反转，产生还原电流。
然后电位反向扫描，电活性物质在工作电极表面发生还原反应，产生还原电流。
当电位再次回到起始电位时，完成一个循环。
循环伏安法的结果通常以电流电位曲线（即循环伏安曲线）的形式呈现。
在这个曲线中，包含了许多重要的信息。
首先，峰电位是一个关键的参数。
氧化峰电位和还原峰电位分别对应着电活性物质的氧化和还原过程所发生的电位。
它们可以反映电活性物质的氧化还原能力。
一般来说，峰电位越正，表明该物质越难被氧化；峰电位越负，表明该物质越难被还原。
其次，峰电流也是非常重要的指标。
峰电流的大小与电活性物质的浓度、扩散系数以及电极反应的速率常数等因素有关。
根据RandlesSevcik方程，在一定条件下，峰电流与电活性物质的浓度成正比。
因此，可以通过测量峰电流来定量分析电活性物质的浓度。
此外，峰形也能提供有关电极反应过程的信息。
理想情况下，对称的峰形表明电极反应是可逆的，即氧化和还原过程都非常迅速，电子转移过程没有明显的阻力。
而如果峰形不对称，可能意味着电极反应是不可逆的，存在较大的能垒或者反应动力学较为复杂。
通过对循环伏安曲线的分析，还可以计算一些重要的电化学参数，如电子转移数、扩散系数等。
一、循环伏安法(Cyclic Voltammetry) 一种常用的电化学研究方法。该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，电势范围是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。根据曲线形状可以判断电极反 应的可逆程度，中间体、相界吸附或新相形成的可能性，以及偶联化学反应的性质等。常用来测量电极反应参数，判断其控制步骤和反应机理，并观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应，及其性质如何。对于一个新的电化学体系，首选的研究方法往往就是循环伏安法，可称之为“电化学的谱图”。本法除了使用汞电极外，还可以用铂、金、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。 1．基本原理 如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，得到的电流电压曲线包括两个分支，如果前半部分电位向阴极方向扫描，电活性物质在电极上还原，产生还原波，那么后半部分电位向阳极方向扫描时，还原产物又会重新在电极上氧化，产生氧化波。因此一次三角波扫描，完成一个还原和氧化过程的循环，故该法称为循环伏安法，其电流 —电压曲线称为循环伏安图。如果电活性物质可逆性差，则氧化波与还原波的高度就不同，对称性也较差。循环伏安法中电压扫描速度可从每秒种数毫伏到1伏。工作电极可用悬汞电极，或铂、玻碳、石墨等固体电极。 2．循环伏安法的应用 循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法，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。但该法很少用于定量分析。 （1）电极可逆性的判断 循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极与阳极两个方向，因此从所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度。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。 （2）电极反应机理的判断循环伏安法还可研究电极吸附现象、电化学反应产物、电化学—化学耦联反应等,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、循环伏安法的用途 (1)、判断电极表面微观反应过程 (2)、判断电极反应的可逆性 (3)、作为无机制备反应“摸条件”的手段 (4)、为有机合成“摸条件” (5)、前置化学反应（CE）的循环伏安特征 (6)、后置化学反应（EC）的循环伏安特征 (7)、催化反应的循环伏安特征
二、循环伏安法相关问题： 1、利用循环伏安确定反应是否为可逆反应(一般这两个条件即可) ①.氧化峰电流与还原峰电流之比的绝对值等于1. [有时对同一体系，扫描速率不同也会在一定程度上影响其可逆性的 一般而言，扫描速度对峰电位没有影响，但扫描速率越大其电化学反应电流也就越大.] ②.氧化峰与还原峰电位差约为59/n mV, n为电子转移量(温度一般是293K). [但是一般我们实验时候不是在这个温度下，因此用这个算是有误差的，一般保证其值在100mv以下都算合理的误差.] 2、判断扩散反应或者是吸附反应： 改变扫描速率，看峰电流是与扫描速率还是它的二次方根成正比。 a.若是与扫描速率成线性关系,就是表面控制. b. 若是与二次方根成线性关系, 就是扩散控制. 3、循环伏安曲线中氧化峰与还原峰的确定 还原峰：阴极反应的电流是阴极电流，对应的峰为还原峰，峰电位越正，峰电流越大，越容易还原； 氧化峰：阳极反应的电流是阳极电流，对应的峰为氧化峰，峰电位越负，峰电流越大，越容易氧化。 ①、从电位上可以判断，对于同一氧化还原电对，通常氧化峰位于还原峰较正的位置上，也就说，峰电位较正的峰是氧化峰，峰电位较负的峰是还原峰，这是极化造成的结果。 ②、看扫描方向：循环伏安法参数设置中有一项起始扫描极性（negtive 还是positive）：正扫（从低电压向高电压扫描）是指从负电位到正电位，扫出的峰就是氧化峰；负扫（从高电压向低电压扫描）是指从正电位到负电位，说明外加电路给电极上加电子，溶液中易发生还原反应的离子(例如：三价铁离子) 向电极靠近，得到电子，从而发生还原反应，所以扫出的峰就是还原峰。所以电位越负的话，说明还原性越强，所以扫出的峰就是还原峰。 [正向扫描是从电极上抽提电子的过程，而负向扫描则是给电极注入电子的过程，因此，正扫是溶液中的离子在电极表面失去电子而被氧化，负扫是离子到电极表面得到电子而被还原，由此出现的峰分别为氧化峰和还原峰。] ③、失电子导致电流的产生。我们定义电流方向时是与电子传导方向相反，但是电流方向必然和电子传导方向有对应关系。而负电流和正电流则代表两个不同的电流方向。当发生正负电流转变时，必然是电子传导方向发生了转变。电子传导方向发生改变，必然是电化学发生了氧化与还原反应的转变。所以说，电流方向的改变才是电化学反应方向的转变。 ④、所谓氧化还原指的是工作电极上的物质的得电子或者失去电子，得与失关键看电极上的物质。氧化还原都是相对于工作电极讲的。在电极上的物质的氧化还原不是说电压低就是还原，而是要看物质的状态。 电压与物质的状态有一个对应的关系。从负的电压向正扫时，物质会逐渐氧化，而不是因为电压还是处于低的就是还原。在同一电压向正扫和向负扫将分别是氧化和还原，不是看电压高低来决定是氧化还是还原 比如电解水就符合无论正扫还是反扫都一样，还有就是燃料电池催化剂，因为电极不参与反应，而反应物在电解液中，产物变成气态跑掉，也就是不可逆反应。而人家讲的是完全可逆反应，也就是没有滞后效应，当然扫描方向一反就从还原变氧化了。 举例：(小木虫上的问题) 碱性环境下氢电极来说，当扫描电压从-0.8向更负的方向扫描时阴极上一直发生还原反应，假设扫描中在-1.2电位出出现峰值，在-1.5处开始反向扫描，个人认为在反向扫描中电极上还是发生还原过程，怎么会像所有书上说的发生氧化过程呢？，难道反向扫描时整个阴极阳极电位也发生了交换？ 解释：得失电子和你所在电位没有直接关系。扫描方向一个重要的基本概念是给电子还是夺电子。简单的说，向正电位方向扫描时，工作电极是失去电子。这个失去是强迫性的。是外在电路强加的电流方向。也就是工作电极连接的是电源正极。这里还有个概念就是阴阳极和正负极的问题。只要是失去电子就是阳极，在电解池是正极，在电池放电时负极。正扫描对于工作电极就是正极，发生阳极反应。被氧化。负向扫描，外在电路强制换向，是负极，供给电子，阴极反应。因而在阴极是得到电子的。和你所在电势无关。 解释例子：负向扫描，工作电极得到电子，因而电极附近的质子得到电子，发生还原反应，生成氢气析出。由于碱性水溶液，水是大量的，因而析氢的峰只会持续增大而不会减小，没有贫化效应，因而不会出完整的峰。 当你换向时，电极夺电子，此时若静置，电位会想正向，即平衡电位移动。这个电位移动开始很快，后面变小。比如阶跃到某电位，一断电。电流会迅速减小，衰减规律有公式，自己看吧。但循环伏安扫描的扫速如果慢于静置时电位的移动速度。那么可想而知恒电位的器件会自动变换电流的大小和方向以控制电位。所以在-1.2v你反向切换时，是否发生氧化或者还原反应完全看你的扫速和静置时电位移动速度的差值。然而一旦有氧化反应发生，比如吸附氢气的氧化必然会发生氧化反应。而且必然电流的正负也发生逆转。而反向后到这个氧化峰出现之间的，比如在-1.2v到0.8之间电流绝对值的逐渐变小，对你的研究无任何参考价值。这才是不纠结于此段电位到底是氧化反应还是还原反应的原因。如果你确切就是想知道，那你极化到-1.2以后，测一个极化电压的时间变化曲线。再和你扫速做对比即可知道。 三、循环伏安测试的原理： CV方法是将循环变化的电压施加于工作电极和参比电极之间，记录工作电极上得到的电流与施加的电压之间的关系曲线。这种方法也常被称为三角波线性电位扫描方法。当工作电极被施加的扫描电压激发时，其上将产生响应电流。以该电流对电位作图，称为循环伏安图。 ①、若电极反应为O＋e-→R，反应前溶液中只含有反应粒子O 且O、R在溶液均可溶，
控制扫描起始电势从比体系标准平衡电势(φΘ)正得多的起始电势(φi)处开始势作正向电扫描，电流响应曲线则如附图所示。
②、当电极电势逐渐负移到(φ0平)附近时，O开始在电极上还原，并有法拉第电流通过。由于电势越来越负，电极表面反应物O的浓度逐渐下降，因此向电极表面的流量和电流就增加。当O的表面浓度下降到近于零，电流也增加到最大值Ipc，然后电流逐渐下降。当电势达到(φr)后，又改为反向扫描。 ③、随着电极电势逐渐变正，电极附近可氧化的R粒子的浓度较大，在电势接近并通过(φ0平)时，表面上的电化学平衡应当向着越来越有利于生成R的方向发展。于是R开始被氧化，
并且电流增大到峰值氧化电流Ipa，随后又由于R的显著消耗而引起电流衰降。整个曲线称为“循环伏安曲线”。 典型的循环伏安图如下图所示 该图是在1.0 mol/L KNO3电解质溶液中，6x10-3 mol/L K3Fe(CN)6在Pt工作电极上的反应所得到的结果。扫描速度: 50 mV/s-1，铂电极面积: 2.54 mm2。
由图可见，起始电位Ei为＋0.8 V (a点), 电位比较正的目的是为了避免电极接通后Fe(CN)63－发生电解。然后沿负的电位扫描，如箭头所指方向，当电位至Fe(CN)63－可以还原时，即析出电位，将产生阴极电流（b点）。其电极反应为： FeⅢ(CN)63－ + e-→ FeⅡ(CN)64－ 随着电位的变负，阴极电流迅速增加（b→d）,直至电极表面的FeⅢ(CN)63－浓度趋近于零，电流在d点达到最高峰。然后电流迅速衰减（d→g）, 这是因为电极表面附近溶液中的Fe(CN)63－几乎全部电解转变为Fe(CN)64－而耗尽，即所谓的贫乏效应。当电压扫描至－0.15 V （f点）处，虽然已经转向开始阳极化扫描，但这时的电极电位仍然相当的负，扩散至电极表面的Fe(CN)63－仍然在不断还原，故仍呈现阴极电流，而不是阳极电流。当电极电位继续正向变化至Fe(CN)64－的析出电位时，聚集在电极表面附近的还原产物Fe(CN)64－被氧化，其反应为： Fe(CN)64－ － e- → Fe(CN)63－ 这时产生阳极电流（i→k）。阳极电流随着扫描电位正移迅速增加，当电极表面的Fe(CN)64－浓度趋于零时，阳极化电流达到峰值（j）。扫描电位继续正移，电极表面附近的Fe(CN)64－耗尽，阳极电流衰减至最小（k点）。当电位扫描至0.8 V时，完成第一次循环，获得了循环伏安图。 简言之，在正向扫描（电位变负）时，Fe(CN)63－在电极上还原产生阴极电流而指示电极表面附近它的浓度变化的信息。在反向扫描（电位变正）时，产生的Fe(CN)64－重新氧化产生
