铁氰化钾在玻碳电极上的氧化还原

[实验目的]1) 学习固体电极表面的处理方法。

2) 掌握循环伏安仪的使用技术。

3) 了解扫描速率和浓度对循环伏安图的影响。

[实验原理]铁氰化钾离子-亚铁氰化钾离子：])([])([6463CN Fe K CN Fe K ⇔氧化还原电对的标准电极电位：V 36.00=ϕ峰电流方程： 循环伏安法产生氧化电流。

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。

实验前电极表面要处理干净。

在0.10 mol.L -1 NaCl 溶液中[Fe(CN)6]的扩散系数为0.63×10-5 cm.s -1；电子转移速率大，为可逆体系（1.0 mol.L -1 NaCl 溶液中，25℃时，标准反应速率常数为5.2×10-2 cm ·s -1）。

[注意事项和问题]1.实验前电极表面要处理干净。

2. 扫描过程保持溶液静止。

3. 若实验中测得的条件电极电位和与文献值有差异，说明其原因。

53/21/21/2p 2.6910i n ACD v =⨯i —E 曲线[实验步骤]1. 指示电极的预处理铂电极用Al 2O 3粉末（粒径0.05 µm）将电极表面抛光，然后用蒸馏水超声清洗3min.。

2.配制溶液配制2⨯10-2、2⨯10-3 、8⨯10-4、2⨯10-4 mol ·L -1的K 3[Fe(CN)6]溶液。

3. 不同扫描速率K 3[Fe(CN)6]溶液的循环伏安图先对10-3mol·L -1K 3 [Fe(CN)6]溶液（含支持电解质KNO 3浓度为0.50 mol·L -1, 通氮气除氧5min ）以20mV/s 在+0.8至-0.2V 电位范围内扫描循环伏安图。

再对上述溶液以10、40、60、80、100、200mV/s ，在+0.8至-0.2V 电位范围内扫描，分别记录循环伏安图。

4. 不同浓度K 3[Fe(CN)6]溶液的循环伏安图在10-4、4⨯10-4、10-2 mol·L -1 K 3[Fe(CN)6]溶液（均含支持电解质KNO 3浓度为0.50 mol·L -1, 通氮气除氧5min ）中，以20mV/s ，在-0.2至+0.8V 电位范围内扫描，分别记录循环伏安图。

5.1 线性扫描循环伏安法——铁氰化钾溶液的氧化还原曲线5.1.1 实验原理铁氰化钾体系（Fe(CN)63-/4-）在中性水溶液中的电化学行为是一个可逆过程，其氧化峰和还原峰对称，两峰的电流值相等，峰峰电位差理论值为59mV。

体系本身很稳定，通常用于检测电极体系和仪器系统。

5.1.2 仪器可选用的仪器有：RST1000、RST2000、RST3000或RST5000系列电化学工作站。

5.1.3 电极与试剂工作电极：铂圆盘电极、金圆盘电极或玻碳圆盘电极，任选一种。

参比电极：饱和甘汞电极。

辅助电极：也称对电极，可选用铂片电极或铂丝电极，电极面积应大于工作电极的5倍。

试剂A：电活性物质，1.00×10-2mol/L K3Fe(CN)6水溶液，用于配置各种浓度的实验溶液。

试剂B：支持电解质，2.0mol/L KNO3水溶液，用于提升溶液的电导率。

5.1.4 溶液的配置在5个50mL容量瓶中，依次加入KNO3溶液和K3Fe(CN)6溶液，使稀释至刻度后KNO3浓度均为0.2mol/L，而K3Fe(CN)6浓度依次为1.00×10-4 mol/L、2.00×10-4 mol/L、5.00×10-4 mol/L、8.0×10-4 mol/L、1.00×10-3mol/L，用蒸馏水定容。

5.1.5 工作电极的预处理用抛光粉（Al2O3, 200～300目）将电极表面磨光，然后在抛光机上抛成镜面。

最后分别在1:1乙醇、1:1HNO3和蒸馏水中超声波清洗。

5.1.6 测量系统搭建在电解池中放入电活性物质5.00×10-4mol/L铁氰化钾及支持电解质0.20mol/L 硝酸钾溶液。

插入工作电极、参比电极、辅助电极。

将仪器的电极电缆连接到三支电极上，电缆标识如下：辅助电极----红色；参比电极----黄色；工作电极----红色；为防止溶液中的氧气干扰，可通N2除O2 。

铁氰化钾在玻碳电极上的氧化还原行为实验十七一、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、实验原理是将循环变化的电压施加于工作电极和参比电极之间，记(CV)循环伏安法扫描电压(V)/s时间图1 循环伏安法的典型激发信号录工作电极上得到的电流与施加电压的关系曲线。

称以电流对电位作图，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，为循环伏安图。

典型的循环伏安图如下：）、阴极峰)i、阳极峰（E从循环伏安图中可得到几个重要的参数：阳极峰电流（papa电流（）、阴极峰电位（Ei）pcpcθ'对可逆氧化还原电对的式量电位E 与E pc和E pa的关系为：E?E?pcpa'?E2 1）（而两峰之间的电位差值为：2）（是多少？从实验求出来与理论值比较。

对铁氰化钾电对，其反应为单电子过程，ΔE p Savcik方程可表示为：对可逆体系的正向峰电流，由Randles–1/23/21/25υ(3)c 10 i = 2.69×n AD p22，为扩散系数(cm为电极面积(cm/s)), D其中：i为峰电流（A），n为电子转移数，A p。

c为浓度(mol/L)υ为扫描速度（V / s），1/2都是直线关系，对研究电极反应过程具有重要意义。

在可C和根据上式，i 与υp逆电极反应过程中，4）（是判别电极反应是否可逆体系的重要依据。

式(2)和式(4)对一个简单的电极反应过程，三、仪器与试剂；三电极系统：玻碳电极为工作LK2005A电化学工作站（天津市兰力科公司）仪器铂丝、铂片、铂柱电极（或饱和甘汞电极）为参比电极，铂电极为对极(电极，Ag/AgCl ；)电极均可-3。

溶液（含0.2mol/L KNO）mol/L K[Fe(CN)](铁氰化钾)试剂 1.0x10336四、实验步骤循环伏安法。

．选择仪器实验方法：电位扫描技术——1 ．参数设置：2；扫描；等待时间:3-5s；开关电位2：-0.20V0.60V初始电位：；开关电位1：0.60V；放50HzA次；灵敏度选择：10μ；滤波参数：速度：根据实验需要设定；循环次数：2-3 1. 大倍数：．操作步骤：3-3，0.20，0.10，0.05溶液为实验溶液。

实验五铁氰化钾循环伏安法有关性质的测定一. 实验目的掌握循环伏安法（CV）基本操作；了解可逆电化学过程及条件电极电位的测定；获得峰电流随电位扫描速度的变化曲线，获得峰电流随溶液浓度的变化函数关系；并学会电化学工作站仪器的使用。

二. 循环伏安法原理电化学中随着氧化还原反应的进行，会导致电流和电位的变化。

其中根据公式峰电流与电位扫描速度的1/2次方、溶液浓度成正比。

对于循环伏安法，扫描图像中前半部扫描(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。

三. 实验仪器和药品铁氰化钾溶液、氯化钾溶液、铝粉、四个25ml容量瓶、电化学工作站，银电极，铂碳电极，银丝电极四. 实验步骤打开电脑并将仪器预热20分钟，打开电化学工作站操作界面。

将铁氰化钾标准的循环伏安曲线，看电位差的大小；超过100mv则用粗细的铝粉抛光铂碳电极，使得电位差在70--80以下；确定各参量：起始电位在0.5V左右，扫速为10、20、40、80、160mv/s，灵敏度为10-5--10-6，以标准铁氰化钾溶液测定不同扫速下的伏安曲线，测定并保存；配制4组不同浓度的铁氰化钾溶液：0.1、0.2、0.5、1.0ml 的铁氰化钾标准溶液于容量瓶中，在加入5ml氯化钾溶液，定容；控制参量：扫速为80，每个浓度6段三次扫描，依次对四组溶液测定伏安曲线，导出实验数据和曲线。

五．数据处理实验参数设定：打磨后电位差为81mv左右，比较合理。

亚铁氰化钾溶液的条件电极电位：从浓度和电位的表格中，可以根据浓度和电位做出曲线图，根据截距求出初始电位和条件电极电位。

测定峰电流和浓度关系时：Init E (V) = 0 High E (V) = 0.5 Low E (V) = 0 Init P/N = PScan Rate (V/s) = 0.08 Segment = 6 Sample Interval (V) = 0.001Quiet Time (sec) = 2 Sensitivity (A/V) = 1e-5测定峰电流和扫速关系时：Init E (V) = 0 High E (V) = 0.5 Low E (V) = 0 Init P/N = PScan Rate (V/s) = 0.02 Segment = 2 Sample Interval (V) = 0.001Quiet Time (sec) = 2 Sensitivity (A/V) = 1e-5数据表：峰电流和扫速数据表：0.1 0.2 0.5 10.226 0.226 0.231 0.24110mv20mv40mv80mv160mvSegment 1:Segment 1:Segment 1:Segment 1:Segment 1:Ep = 0.227V Ep = 0.226V Ep = 0.231V Ep = 0.239V Ep = 0.248Vip = -3.549e-6A ip = -5.605e-6A ip = -8.951e-6A ip = -1.245e-5A ip = -1.924e-5A Ah = -2.377e-5C Ah = -1.801e-5C Ah = -1.522e-5C Ah = -1.150e-5C Ah = -9.455e-6C Segment 2:Segment 2:Segment 2:Segment 2:Segment 2:Ep = 0.145V Ep = 0.140V Ep = 0.136V Ep = 0.126V Ep = 0.120Vip = 5.963e-6A ip = 8.119e-6A ip = 1.095e-5A ip = 1.437e-5A ip = 1.915e-5A Ah = 3.933e-5C Ah = 2.807e-5C Ah = 1.956e-5C Ah = 1.398e-5C Ah = 9.846e-6C曲线图：浓度和峰电流曲线图：所加体积ml0.10.20.51峰电流均值/10-6 2.6243 4.26310.65321.29峰电流和浓度的表格：0.1ml0.2ml0.5ml 1.0mlSegment 1:Segment 1:Segment 1:Segment 1:Ep = 0.226V Ep = 0.226V Ep = 0.231V Ep = 0.241Vip = -2.606e-6A ip = -3.670e-6A ip = -9.316e-6A ip = -1.788e-5A Ah = -2.189e-6C Ah = -2.997e-6C Ah = -8.084e-6C Ah = -1.722e-5C Segment 2:Segment 2:Segment 2:Segment 2:Ep = 0.144V Ep = 0.140V Ep = 0.132V Ep = 0.121Vip = 2.614e-6A ip = 4.106e-6A ip = 1.047e-5A ip = 2.132e-5A Ah = 2.090e-6C Ah = 3.476e-6C Ah = 9.477e-6C Ah = 2.124e-5C Segment 3:Segment 3:Segment 3:Segment 3:Ep = 0.226V Ep = 0.226V Ep = 0.232V Ep = 0.241Vip = -2.433e-6A ip = -3.807e-6A ip = -9.191e-6A ip = -1.705e-5A Ah = -2.025e-6C Ah = -3.105e-6C Ah = -8.032e-6C Ah = -1.634e-5C Segment 4:Segment 4:Segment 4:Segment 4:Ep = 0.144V Ep = 0.140V Ep = 0.131V Ep = 0.121Vip = 2.623e-6A ip = 4.292e-6A ip = 1.067e-5A ip = 2.133e-5A Ah = 2.092e-6C Ah = 3.622e-6C Ah = 9.763e-6C Ah = 2.123e-5C Segment 5:Segment 5:Segment 5:Segment 5:Ep = 0.226V Ep = 0.226V Ep = 0.232V Ep = 0.241Vip = -2.428e-6A ip = -3.940e-6A ip = -9.339e-6A ip = -1.708e-5A Ah = -2.015e-6C Ah = -3.221e-6C Ah = -8.149e-6C Ah = -1.640e-5C Segment 6:Segment 6:Segment 6:Segment 6:Ep = 0.145V Ep = 0.140V Ep = 0.131V Ep = 0.121Vip = 2.636e-6A ip = 4.391e-6A ip = 1.082e-5A ip = 2.132e-5A Ah = 2.069e-6C Ah = 3.690e-6C Ah = 9.877e-6C Ah = 2.117e-5C。

酸性介质中铁氰化钾电催化还原亚硝酸盐的电化学行为及电分析方法研究郑志祥;犹卫;高作宁【期刊名称】《化学传感器》【年(卷),期】2007(27)4【摘要】在酸性介质中以玻碳电极(GCE)为工作电极研究了铁氰化钾(K3Fe(CN)6)电催化还原亚硝酸盐的电化学行为,并对亚硝酸盐的电分析方法进行了研究.实验结果表明,NO2-在0.70～-0.10 V电位窗口内不易直接发生还原反应,随电位负移电流逐渐增大但无还原峰出现,而在0.50mol/LH2SO4介质中,当NO2-溶液中加入K3Fe(CN)6后在0.35 V处出现了一个不可逆催化还原峰,且还原峰电流增大,由此表明K3Fe(CN)6对NO2-的还原具有良好的电催化活性.运用计时电流法得到电催化还原反应速率常数ks为(4.21±0.05)×103(mol/L)/s.当K3Fe(CN)6浓度一定时,电催化还原峰电流与NO2-浓度在4.0×10-7～1.0×10-4 mol/L范围有良好的线性关系,运用方波伏安法在优化条件下测定了水样中亚硝酸盐含量,相对标准偏差在±3%以内,加标回收率在95.0%～101%之间,测定结果令人满意.【总页数】5页(P55-59)【作者】郑志祥;犹卫;高作宁【作者单位】宁夏大学能源化工重点实验室,化学化工学院,宁夏银川,750021;宁夏医学院化学教研室,宁夏银川,750004;宁夏大学能源化工重点实验室,化学化工学院,宁夏银川,750021;宁夏大学能源化工重点实验室,化学化工学院,宁夏银川,750021【正文语种】中文【中图分类】TP2【相关文献】1.呋塞米在APTS与石墨烯复合修饰碳糊电极上的电化学行为及电分析方法研究[J], 吴锐;田碧桃;马少宁;陈纪文;高作宁2.亚硝酸盐在碳纳米管修饰玻碳电极上的电催化氧化及电分析方法研究 [J], 郑志祥;孙玉琴;高作宁3.氧化苦参碱在纳米金与硫化铜石墨烯复合修饰碳糊电极上的电化学行为及电分析方法研究 [J], 张志华;宋向红;吴福鸿4.苦参碱在玻碳电极上的直接电化学行为及电分析方法研究 [J], 姚慧琴;高作宁;韩小霞;余建强;杜盐平5.苦参碱类生物碱在玻碳电极上的直接电化学行为及电分析方法研究 [J], 姚慧琴;高作宁;韩晓霞;余建强;杜盐平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

扫CV,和标准峰对比,位置还有是不是有杂峰...
一般扫铁氰化钾,看它的氧化还原峰位置是不是正常：铁氰化钾-亚铁氰化钾电对被广泛用于评价电极表面电子活性能力（by 伏安法，阻抗法等），主要是这个Fe3+ 和 Fe2+之间的单电子反应动力学是人们研究得最成熟的，使用起来也最简便的缘故。

其可逆性非常好，
如果是理想状态下，理论峰电位差值应该是56mV。

且随着扫描速度增加峰电位不移动。

但实际上由于电极反应速度、溶液扩散速度、电极表面吸附杂质等因素，峰电位差值通常大于56mV 扫描速度增大峰电位差值也会逐渐增大
一般来说金电极玻碳电极等电位差应该小于80mV 碳电极等至少应该小于100mV 才能说明电极上阻碍电子传递阻碍电极反应的影响较小。

可以使用
电极在鉄氰化钾溶液中CV EIS：CV峰电流越大，对应的EIS电阻越小，也就是半圆的直径越小
当电极表面被致密的膜覆盖时，电子探针（Fe3+/Fe2+）不容易穿
过这层膜接触到电极表面发生氧化还原反应，即使活性探针穿过了这层膜，如果金属表面的大部分被占据（比如，硫醇自组装膜在Au表面），探针与金属接触的机会（面积）也大大降低，从而导致电子交换反应动力学变慢（阻力变大），这表现在CV图上就是峰值电位差变大，以及电流峰值变小。

这种现象在电化学阻抗谱上表现得更明显。

循环伏安法判断铁氰化钾的电极反应过程一、目的要求1．掌握用循环伏安法判断电极反应过程的可逆性2．学会使用电化学工作站3．学会测量峰电流和峰电位，培养学生的动手操作能力及分析问题解决问题能力二、实验用品1.仪器：电化学工作站，三电极系统（两支铂电极，一支甘汞电极），电解杯数只2.试剂：铁氰化钾标准溶液（6.0×10-3 mol/L ，1.00×10-5、1.00×10-4、1.00×10-3、1.00×10-2含KCl 溶液1.0 mol/L ），三、实验原理电化学工作站（Electrochemical workstation ）是电化学测量系统的简称，是电化学研究和教学常用的测量设备。

将这种测量系统组成一台整机，内含快速数字信号发生器、高速数据采集系统、电位电流信号滤波器、多级信号增益、IR 降补偿电路以及恒电位仪、恒电流仪。

可直接用于超微电极上的稳态电流测量。

如果与微电流放大器及屏蔽箱连接，可测量1pA 或更低的电流。

如果与大电流放大器连接，电流范围可拓宽为±2A 。

动态范围极为宽广。

可进行循环伏安法、交流阻抗法、交流伏安法等测量。

循环伏安法是用途最广泛的研究电活性物质的电化学分析方法，在电化学、无机化学、有机化学、生物化学等领域得到了广泛的应用。

由于它能在很宽的电位范围内迅速观察研究对象的氧化还原行为，因此电化学研究中常常首先进行的是循环伏安行为研究。

循环伏安是在工作电极上施加一个线性变化的循环电压，记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系曲线，对溶液中的电活性物质进行分析。

铁氰化钾离子-亚铁氰化钾离子氧化还原电对的标准电极电位：选择施加在起始点的起始电位，沿负的电位正向扫描，当电位负到能够将O （[Fe(CN)6]3-）还原时，在工作电极上发生还原反应：O+ Ze = R ，阴极电流迅速增加，电流达到最高峰，此后由于电极附近溶液中的O （[Fe(CN)6]3-）转变为R （[Fe(CN)6]4-）而耗尽，电流迅速衰减；电压沿正的方向扫描，当电位正到能够将R （[Fe(CN)6]4-）氧化时，在工作电极表面聚集的R 将发生氧化反应：R= O+Ze ，阳极电流迅速增加，电流达[][]3466Fe(CN)Fe(CN)e ---+=00.36V(.NHE)vs ϕ=到最高峰，此后由于电极附近溶液中的R转变为O（[Fe(CN)6]3-）而耗尽，电流迅速衰减；当电压达到的起始电位时便完成了一个循环。