循环伏安法判断电极过程
实验人：王壮 同组实验：余晓波 实验时间：2016.2.22
一、实验目的
（1）掌握用循环伏安法判断电极过程的可逆性 （2）学习使用电化学工作站 （3）测量峰电流和峰电位
二、实验原理
循环伏安法与单扫描极谱法类似。在电极上施加线性扫描电压，当到达某设定的终止电压后，再反向回扫至某设定的起始电压。若溶液中存在氧化态O ，电极上将发生还原反应：
O ze R +
反向回扫时，电极上生成的还原态R 将发生氧化反应：
R O ze +
峰电流可表示为
2221133322
p i Kz D m t v c =
峰电流与被测物质浓度c 、扫描速率v 等因素有关。
从循环伏安图可确定氧化峰峰电流pa i 和还原峰峰电流pc i 、氧化峰峰电位pa ϕ和还
原峰峰电位pc ϕ。
对于可逆体系，氧化峰峰电流与还原峰峰电流比为
1pa pc
i i =
氧化峰峰电位与还原峰峰电位差为0.058
=pa pc z
ϕϕϕ∆-≈ 条件电位'ϕ为
'=
2
pa pc
ϕϕϕ-
由此可以判断电极过程的可逆性
三、仪器与试剂
仪器：电化学工作站；金圆盘电极：铂圆盘电极或玻璃碳电极，铂丝电极和饱和甘汞电极。
试剂：-21.0010/mol L ⨯ K 3Fe(CN)6；1.0/mol L KNO 3 四、实验步骤
1、电极的预处理 将电极表面进行抛光处理
2、K 3Fe(CN)6溶液的循环伏安图
在电解池中放入31.0010/mol L -⨯ K 3Fe(CN)6+0.50/mol L KNO 3溶液，插入铂圆盘（或金属盘）指示电极、铂丝辅助电极和饱和甘汞电极，通N 2除去O 2. 扫描速率20/mV s ,从0.800.20V +-扫描，记录循环伏安图
以不同扫描速率：10/,40/,60/,80/,100/mV s mV s mV s mV s mV s 和200/mV s ，
分别记录从0.800.20V +-扫描的循环伏安图。
3、不同浓度K 3Fe(CN)6溶液的循环伏安图
以20/mV s 扫描速率，从0.80
0.20V +-扫描，分别记录51.0010/mol L -⨯、
41.0010/mol L -⨯、31.0010/mol L -⨯K 3Fe(CN)6+0.50/mol L KNO 3溶液的循环伏安图
四、实验数据
1、31.0010/mol L -⨯ K 3Fe(CN)6+0.50/mol L KNO 3溶液在不同扫描速度下的循环伏安图
图1.40mV/s 扫描速度
图2.60mV/s 扫描速度
图3.80mV/s扫描速度图4.100mV/s扫描速度图5.200mV/s扫描速度
由化学工作站软件的测量功能可以测得氧化峰峰电流pa i 、还原峰峰电流pc i 、氧化峰峰电位pa ϕ、还原峰峰电位pc ϕ
由40mV/s 扫描速率得出速率为例计算：
-6-6-4.3910=||=1.024.3210
pa
pc i i ⨯⨯ 氧化峰峰电位与还原峰峰电位差==0.227-0.136=0.1815V pa pc ϕϕϕ∆- 条件电位0.227-'=
=
=0.0912
2
0.136
pa pc
ϕϕϕ-
同理可计算出其他扫描速率下各项数据并得下表： '（V ）
0.1815
0.181 表1. 3
1.0010/mol L -⨯ K 3Fe(CN)6+0.50/mol L KNO 3溶液在不同扫描速度下的数据
以pa i 和pc i 对12
v 作图，可以得到如下图形
v (m V /s )
Ipa (10-6
A)
2、不同浓度K 3Fe(CN)6溶液在100mV/s 扫描速率下的的循环伏安图
图8. 31.0010/mol L -⨯K 3Fe(CN)6+0.50/mol L KNO 3溶液的
循环伏安图
468
6
9
v (m V /s )
Ipc (10-6
A)
v (mV/s)
Linear Fit of v
图7.pc i 对12
v 作图
测量并计算得下表: 项目
pa i ()A pc i ()A pa ϕ（V ） pc ϕ（V ） pa pc
i i
'ϕ（V ） ϕ∆（V ）
31.0010/mol L -⨯ -5.54E-06
6.37E-06 0.238
0.134 0.87 0.186 0.104 41.0010/mol L -⨯ -5.41E-07
5.07E-07
0.272 0.098 1.07 0.185 0.174 51.0010/mol L -⨯ -8.60E-08 4.97E-09
0.236
0.133
17.31 0.1845
0.103
表2. 不同浓度K 3Fe(CN)6溶液在100mV/s 扫描速率下的的数据
图9. 41.0010/mol L -⨯K 3Fe(CN)6+0.50/mol L KNO 3溶液的
循环伏安图
图10. 51.0010/mol L -⨯K 3Fe(CN)6+0.50/mol L KNO 3溶液的
循环伏安图
K 3Fe(CN)6
浓度
