循环伏安法知识小结

循环伏安法原理及结果分析精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-循环伏安法原理及应用小结1 电化学原理1.1 电解池电解池是将电能转化为化学能的一个装置，由外加电源，电解质溶液，阴阳电极构成。

阴极：与电源负极相连的电极（得电子，发生还原反应）阳极：与电源正极相连的电极（失电子，发生氧化反应）电解池中，电流由阳极流向阴极。

1.2 循环伏安法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(φ平)正得多的起始电势(φi)处开始势作正向电扫描，电流响应曲线则如图0所示。

图0 CV扫描电流响应曲线2）当电极电势逐渐负移到(φ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(φ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的显着消耗而引起电流衰降。

整个曲线称为“循环伏安曲线”1.3 经典三电极体系经典三电极体系由工作电极（WE）、对电极（CE）、参比电极（RE）组成。

在电化学测试过程中，始终以工作电极为研究电极。

其电路原理如图1，附CV图（图2）：扫描范围-0.25-1V，扫描速度50mV/S，起始电位0V。

图1 原理图图2 CBZ的循环伏安扫描图图2所示CV扫描结果为研究电极上产生的电流随电位变化情况图。

1）横坐标Potential applied（电位）为图1中电压表所测，即Potential applied=P(WE)-P(RE)所有的电位数值都是相对于氢离子的电位值，规定在标准情况下，氢离子的电位为0。

循环伏安法1 定义：循环伏安法(Cyclic Voltammetry)以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，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，使电极上能交替发生还原反应和氧化反应，记录电流-电势曲线。

单圈扫描：电位在初始电位维持一段平衡（静置）时间后，开始匀速变化（扫描速度为v=dE/dt ），扫描到第1个换向电位后，某些仪器可维持在第1个换向电位一段时间，然后电位反向扫描到第2个换向电位，某些仪器也可维持在第2个换向电位一段时间，然后再扫描到最终电位）。

多圈扫描：在初始电位起扫后，在第1、2个换向电位之间循环扫描多圈，最后扫描到最终电位。

Initial potential Vertex 1 potential Vertex 2 potential Final potentialDelay PotentialTime 初始电位、换向电位、扫描速度等是非常重要的实验设计参数。

一般要求扫3圈（首圈效应 + 2、3圈的重现性检查）。

2 特点：Ⅰ：激励信号：施加的电压为三角波电压，双向扫描，分为氧化过程和还原过程，氧化态电势高，还原态电势低。

Ⅱ：参数设置：两个可调参数为电位范围和扫描速度。

设置电位范围时需根据溶液的初始条件设置起始电位，起始电位不应破坏溶液的初始条件；若起始电位与溶液初始条件不一致，则在静置几秒内所发生的氧化还原反应未被记录。

Ⅲ：实验条件：进行循环伏安扫描时体系应处于静止状态，若搅拌则记录的图中不会出现峰，相反呈S型。

3 所得信息：Ⅰ：判断电极反应的可逆程度，依据为峰电流比及峰电势差，对于可逆体系：i pa/i pc1；E pa/E pc nF。

Ⅱ：判断电极表面的修饰情况，峰电流大说明电极传递电子能力较强。

但这只能定性判断，实际循环伏安图中，存在充电电流的影响，因此CV峰电流测量不太容易精确。

Ⅲ：判断其控制步骤和反应机理，若i p∝v，则此过程为表面控制，发生在电极表面；若i p∝v1/2，则此过程为扩散控制，发生在溶液中。

循环伏安法名词解释嘿，朋友！您知道啥是循环伏安法不？这玩意儿在化学和电化学领域那可是相当重要！循环伏安法啊，简单来说，就像是在化学世界里的一场独特“舞蹈”。

想象一下，有一个小小的电极，它在溶液中不断地来回“跳跃”，这一跳一落之间，就藏着好多神秘的信息。

它可不是随随便便地乱动，而是有规律、有节奏的。

就好像我们跑步，有固定的步伐和频率。

这个电极的电压从起始电位开始，先向一个方向变化，达到一个峰值电位，然后再反向变化，回到起始电位，这样一个完整的过程，就是一次循环伏安扫描。

这跟我们生活中的什么类似呢？比如说，您去爬山。

从山脚下出发，一路上坡，到达山顶，然后再下坡回到山脚下。

这上山下山的过程，就有点像循环伏安法中电极电压的变化。

循环伏安法能告诉我们好多东西呢！比如说，它可以告诉我们物质在电极表面发生反应的难易程度。

这就好比您要打开一扇门，循环伏安法能告诉您这扇门是轻轻一推就开，还是得费好大的劲。

它还能告诉我们反应的可逆性。

啥是可逆性？打个比方，就像您在路上走，往前走能到目的地，往后退也能回到出发地，这就是可逆的。

如果只能往前走，没法后退，那就是不可逆的。

循环伏安法就能判断出这个反应是像能来回走的路，还是只能一往无前的单行道。

另外啊，通过循环伏安法得到的曲线，还能算出一些重要的参数，比如扩散系数。

这扩散系数就像水流的速度，能反映物质在溶液中扩散的快慢。

而且，循环伏安法应用广泛得很呢！在电池研究里，它能帮我们了解电池的性能；在药物分析中，能检测药物分子的反应；在材料科学里，能研究材料的电化学特性。

所以说，循环伏安法就像是化学世界里的一把神奇钥匙，能打开好多未知的大门，让我们窥探到物质在电化学过程中的种种奥秘。

它可真是个了不起的工具，您说是不是？总之，循环伏安法是一种强大而有用的电化学分析方法，为我们探索化学世界提供了重要的手段和信息。

循环伏安法原理及应用小结1 电化学原理1.1 电解池电解池是将电能转化为化学能的一个装置，由外加电源，电解质溶液，阴阳电极构成。

阴极：与电源负极相连的电极（得电子，发生还原反应）阳极：与电源正极相连的电极（失电子，发生氧化反应）电解池中，电流由阳极流向阴极。

1.2 循环伏安法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(φ平)正得多的起始电势(φi)处开始势作正向电扫描，电流响应曲线则如图0所示。

图0 CV扫描电流响应曲线2）当电极电势逐渐负移到(φ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(φ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”1.3 经典三电极体系经典三电极体系由工作电极（WE）、对电极（CE）、参比电极（RE）组成。

在电化学测试过程中，始终以工作电极为研究电极。

其电路原理如图1，附CV图（图2）：扫描范围-0.25-1V，扫描速度50mV/S，起始电位0V。

图1 原理图图2 CBZ的循环伏安扫描图图2所示CV扫描结果为研究电极上产生的电流随电位变化情况图。

1）横坐标Potential applied（电位）为图1中电压表所测，即Potential applied=P(WE)-P(RE)所有的电位数值都是相对于氢离子的电位值，规定在标准情况下，氢离子的电位为0。

当恒电位仪向工作电极提供负的电位时，其电源连接情况如图1所示，即工作电极与电源的负极相连，作为阴极工作发生还原反应；反之则作为阳极发生氧化反应。

循环伏安法实验【实验目的】学习和掌握循环伏安法的原理和实验技术。

了解可逆波的循环伏安图的特性以及测算玻碳电极的有效面积的方法。

【实验原理】循环伏安法是在固定面积的工作电极和参比电极之间加上对称的三角波扫描电压（如图1），记录工作电极上得到的电流与施加电位的关系曲线（如图2），即循环伏安图。

从伏安图的波形、氧化还原峰电流的数值及其比值、峰电位等可以判断电极反应机理。

与汞电极相比，物质在固体电极上伏安行为的重现性差，其原因与固体电极的表面状态直接有关，因而了解固体电极表面处理的方法和衡量电极表面被净化的程度，以及测算电极有效表面积的方法，是十分重要的。

一般对这类问题要根据固体电极材料不同而采取适当的方法。

对于碳电极，一般以Fe(CN)63-/4-的氧化还原行为作电化学探针。

首先，固体电极表面的第一步处理是进行机械研磨、抛光至镜面程度。

通常用于抛光电极的材料有金钢砂、CeO 2、ZrO 2、MgO 和α-Al 2O 3粉及其抛光液。

抛光时总是按抛光剂粒度降低的顺序依次进行研磨，如对新的电极表面先经金钢砂纸粗研和细磨后，再用一定粒度的α-Al 2O 3粉在抛光布上进行抛光。

抛光后先洗去表面污物，再移入超声水浴中清洗，每次2∼3分钟，重复三次，直至清洗干净。

最后用乙醇、稀酸和水彻底洗涤，得到一个平滑光洁的、新鲜的电极表面。

将处理好的碳图2：循环伏安曲线（i —E 曲线）电极放入含一定浓度的K 3Fe(CN)6和支持电解质的水溶液中，观察其伏安曲线。

如得到如图2所示的曲线，其阴、阳极峰对称，两峰的电流值相等（i pc / i pa =1），峰峰电位差ΔE p 约为70 mV （理论值约59/n mV ），即说明电极表面已处理好，否则需重新抛光，直到达到要求。

有关电极有效表面积的计算，可根据Randles-Sevcik 公式： 在25°C 时，i p =(2.69×105)n 3/2AD o 1/2ν1/2C o其中A 为电极的有效面积（cm 2），D o 为反应物的扩散系数(cm 2/s)，n 为电极反应的电子转移数，ν为扫速（V/s ），C o 为反应物的浓度（mol/cm 3），i p 为峰电流（A ）。

循环伏安法测乙酰氨基酚一、实验目的和要求1、采用循环伏安法测定小儿泰诺糖浆中对乙酰氨基酚的浓度；2、学习用循环伏安法研究乙酰氨基酚的电化学氧化机理的方法。

二、实验内容和原理伏安分析法是一定电位下测量系统的电流，得到伏安特性曲线，根据伏安特性曲线进行定性定量分析的一种电化学方法。

物质的结构不同导致其氧化还原电位不同，这是伏安分析法定性分析的基础。

流过电极的电子数=参与反应的离子数×离子价态，i ∝反应物的数量∝反应物的浓度，这是伏安分析法定量分析的依据。

时间-电压曲线：电流-电压曲线：电极上所加电位称为激励信号。

如果电位激励信号为线性，则所获得的电流响应与电位的关系称为线性伏安扫描；如果电位激励信号是三角波信号，所获得的电流响应与电位激励信号的关系称为循环伏安扫描。

循环扫描时，扫描电压呈等腰三角形。

如果前半部扫描(电压上升部分)为化合物在电极上被氧化的阳极过程，则后半部扫描(电压下降部分)为还原产物重新被还原的阴极过程。

因此．一次三角波扫描完成一个氧化过程和还原过程的循环，故称为循环伏安法。

两个峰电流值及其比值，两个峰电位值及其差值是循环伏安法中最为重要的参数。

阳极扫描峰值电位E ap与阴极扫描峰值电位E cp的差值(△E p)可以用来检测电极反应是否是能斯特反应。

当一个电极反应的△E p接近2.3RT/nF(59/n mV，25℃)，以及氧化峰与还原峰电流值之比接近于1时，可以判断该反应为能斯特反应，即可逆反应。

当电极反应不可逆时，氧化峰与还原峰的峰值电位差值相距较大，相距越大，不可逆程度越大。

氧化峰电流与还原峰电流值的差距也反映了电极反应的可逆性。

一般地，利用不可逆波来获取电化学动力学的一些参数，如电子传递系数以及电极反应速率常数k ，电化学反应中的质子参与情况以及电催化问题等。

循环伏安法可以测定电活性物质的浓度，能够提供较多的有关电活性物质与电极表面发生电子转移的信息量，是研究电化学反应机理的最佳手段之一。

【⼲货】电化学基础测试知识系列（五）：循环伏安法详解循环伏安法(Cyclic Voltammetry)是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。

循环伏安技术因功能多样化⽽成为⼀种被电化学家⼴泛使⽤的技术，但是⼤部分时间是⽤于实验室级的元件上。

实际上，⼤的器件将使⽤成百上千安培的⾮常⼤的电流，这在技术上难以处理。

在实验室级别或材料研究级别中，循环伏安是⼀种精确的技术。

它可以：1）定性和半定量研究；1）通过⼤范围的扫描速率扫描动⼒学分析；3）决定电压窗⼝。

1. 极化曲线和循环伏安的区别（什么是循环伏安？）线性伏安测试技术即电位随着时间线性的变化，从⽽测量电流随电压变化的过程。

⼀般把线性伏安技术分为两类：当扫速⾜够慢时，电极表⾯基本处于稳态，这时我们把电流随电压的响应称为稳态极化曲线，简称极化曲线，此时的电流为法拉第电流；当扫速较快时，电极表⾯处于暂态，我们将其称为伏安曲线，此时的电流包括法拉第和⾮法拉第电流。

这两者的响应是不同的（如图1），在电化学测试过程中有着不同的应⽤。

如果把伏安曲线的输⼊信号改成循环三⾓波，那么其响应就称为循环伏安曲线（如图2）。

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扫描时，还原产物⼜会重新再电极上氧化，产⽣氧化波。

伏安法测电阻与等效电路 姓名：知识点一：伏安法测电阻试验原理 根据欧姆定律U R I=，用电压表、电流表分别测出待测电阻两端的电压和通过它的电流，就可以求得这段导体的电阻。

此法叫“伏安法”实验器材 电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、导线若干 实验电路图实验步骤 ①按实验原理图正确连接实验电路②电路经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P 的位置，使电阻两端的电压分别为U 1、U 2、U 3，观察电流表的示数，每次对应的数值为I 1、I 2、I 3，分别填入设计的表格中。

③根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值R 1、R 2、R 3，求出它们的平均值R=（R 1+R 2+R 3）/3注意事项 ①器材的选取：电压表、电流表所选用量程要大于电路中的最大电压及电流；滑动变阻器的规格应按照电路中可能出现的最大电流选择。

②连接电路时：按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则，将它们正确地连入电路，在连接的过程中，开关要断开。

③进行实验时：闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处。

④滑动变阻器的作用：A.保护电路B.改变导体两端的电压及电路中的电流以实现多次测量求平均值知识点二：电流表内接与外接的比较比较项目 电流表内接法 电流表外接法电路 误差原因由于电流表内阻的分压作用，电压表的测量值偏大 由于电压表内阻的分流作用，电流表测量值偏大 测量结果 U R I =测=R x +R A >R x 测量值偏大，R x 比R A 大得越多，误差越小 U R I=测==R v 与R x 并联的总电阻<R x 测量值偏小，R v 比R x 大得越多误差越小适用条件 R x >R A ==（大电阻） R x <R v=====（小电阻）俗称“内大外小”被测电阻很大用内接法测量，测量值偏大。

被测电阻很小用外接法测量，测量值偏小。

知识点三：伏安法测小灯泡电阻原理U R I =，伏安法，同上 实验所需器材 电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线若干原理图 图像注意事项①将每次测量的结果和小灯泡的发光情况记录下来，以便最后分析和总结。

循环伏安法原理及结果分析循环伏安法原理及应用小结1 电化学原理1.1 电解池电解池是将电能转化为化学能的一个装置，由外加电源，电解质溶液，阴阳电极构成。

阴极：与电源负极相连的电极（得电子，发生还原反应）阳极：与电源正极相连的电极（失电子，发生氧化反应）电解池中，电流由阳极流向阴极。

1.2 循环伏安法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(φ平)正得多的起始电势(φi)处开始势作正向电扫描，电流响应曲线则如图0所示。

图0 CV扫描电流响应曲线2）当电极电势逐渐负移到(φ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(φ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”1.3 经典三电极体系经典三电极体系由工作电极（WE）、对电极（CE）、参比电极（RE）组成。

在电化学测试过程中，始终以工作电极为研究电极。

其电路原理如图1，附CV图（图2）：扫描范围-0.25-1V，扫描速度50mV/S，起始电位0V。

图1 原理图图2 CBZ的循环伏安扫描图图2所示CV扫描结果为研究电极上产生的电流随电位变化情况图。

1）横坐标Potential applied（电位）为图1中电压表所测，即Potential applied=P(WE)-P(RE)所有的电位数值都是相对于氢离子的电位值，规定在标准情况下，氢离子的电位为0。

当恒电位仪向工作电极提供负的电位时，其电源连接情况如图1所示，即工作电极与电源的负极相连，作为阴极工作发生还原反应；反之则作为阳极发生氧化反应。