下载文档原格式
[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。
10循环伏安法测定亚铁氰化钾循环伏安法是一种重要的电化学分析方法，能够对材料的电子结构和化学反应进行表征。
本文将以亚铁氰化钾为例，介绍如何通过循环伏安法来测定其电化学性质。
一、原理循环伏安法通过在两个电极上施加一定电压，并记录电流随时间的变化，从而探测被测试物质的电化学性质。
具体来说，该方法的基本原理如下：当两个电极处于化学反应体系中时，它们之间的电压将导致一些电荷在电解质中移动。
这些移动的电荷会引发电流的变化，在循环伏安曲线中呈现为一系列的红氧电位对（根据溶液pH值，实验时可能使用氢氧化钠和硝酸钾来调节电位）。
此外，伏安法还可以利用氧化还原反应来对化合物进行定量分析。
对于亚铁氰化钾，在伏安曲线上它的还原峰是特别明显的，因此继续对这种化合物进行分析的话，可以对还原峰的参数进行计算。
根据法拉第第一定律，还原峰的面积可以表示还原物质的数量。
进一步地，还原峰的峰高和它的半宽则可以用来推断电极和电解质之间的电荷转移速率和均匀性。
而还原和氧化峰之间的电压差则可以用来计算化学反应的电动势。
二、实验步骤1、制备溶液亚铁氰化钾一般用0.1M的KCl溶液来进行循环伏安实验。
制备KCl溶液时，首先要称取出一定量的KCl，将其加入去离子水中并搅拌，使其充分溶解。
然后，用清水或HCl进行中和，使其pH值达到7左右。
根据需要进行调整，确保连接质心穿过pH中性点。
2.电极的准备在进行实验前，需要先准备电极。
普通的三电极系统通常由工作电极、参比电极和对电极组成，其中工作电极通常是超薄玻碳电极或铂电极。
参比电极一般是Ag/AgCl电极，对电极为铂网电极。
首先，要将工作电极和参比电极分别清洁。
将它们浸入去离子水或酒精中去除表面的沉积物。
如果它们仍然有膜残留，可以使用氨水清洗。
接下来，把工作电极和参比电极放置在酒精和水混合物中，让它们干燥。
然后，在工作电极上沾上一层磨粒，这将帮助均匀分布电极的磨损。
最后，将电极官网在HF溶液中刷洗，这将清除电极的铅，切确地确定表面积。
循环伏安法测定铁氰化钾电极反应过程一、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二、试验原理循环伏安法(CV)是最重要的电分析化学研究方法之一。
在电化学、无机化学、有机化学、生物化学等研究领域得到了广泛应用。
由于其操作简便、图谱解析直观，因而一般是电分析化学的首选方法。
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电压的关系曲线。
这种方法也常称为三角波线性电位扫描方法。
图1中表明了施加电压的变化方式：起扫电位为+0.8V，反向/起扫电位为-0.2V，终点又回扫到+0.8V，扫描速度可从斜率反映出来，其值为50mV/s。
虚线表示的是第二次循环。
一台现代伏安仪具有多种功能，可方便地进行一次或多次循环，任意变换扫描电压范围和扫描速度。
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（纵坐标）对电位（横坐标）作图，称为循环伏安图。
典型的循环伏安图如图2所示。
该图是在1.0mol/L的KNO3电解质溶液中，6×10-3mol/L 的K3Fe(CN)6在Pt工作电极上反应得到的结果。
从图可见，起始电位Ei为+0.8V（a点），电位比较正的目的是为了避免电极铁氰化钾电解。
在一定扫描速率下，从起始电位（0.8V）正向扫描到转折电位（0.181V）期间，溶液中[Fe（CN）6]3-被还原生成[Fe（CN）6]4-，产生阴极电流（b点）；随着电位变负，阴极电流迅速增加（bcd曲线），直至电极极表面[Fe（CN）6]3-浓度趋近零，电流在d点达到高峰，然后迅速衰减（def）因为表面附近溶液中的[Fe（CN）6]3-几乎全部转变为[Fe（CN）6]4-而耗尽，即所谓贫乏效应，当电压扫直-0.15v，虽然已经转向开始阳极扫描，但此时电极电位相当负，扩散至电极表面的[Fe（CN）6]3-仍在不断还原，故仍呈阴极电流而不是阳极电流。
陕西师范大学仪器分析实验 姓名：颜琦 实验日期：2014.11.12 学号：41207081 室温：17℃ 专业：化学二班实验名称：循环伏安法测定亚铁氰化钾1.实验目的1.1学习固体电极表面的处理方法。
1.2掌握循环伏安法的使用技术。
1.3了解扫描速率和浓度对循环伏安图的影响。
2.实验原理 2.1 [Fe(CN)6]3-+e -[Fe(CN)6]4-2.2 电极电位与电极表面活度的Nernst 方程为)(Re dOx c c In F RT +=θϕϕ 2.3峰电流与电极表面活度的Ctroll 方程为c v AD n i p21212351069.2⨯= s cm D /1061.626-⨯=（扩散系数） n=1(电子转移数） A （电极表面积） v(电压扫描速度） c (被测物质浓度） 2.4在一定扫描速率下：从起始电位（-0.20V ）正向扫描到转折电位（+0.80V ）期间，溶液中[Fe(CN)6]4-V 36.0=θϕ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（+0.80V）扫描到起始电位（-0.20V），溶液[Fe(CN)6]3-被还原[Fe(CN)6]4-，产生还原电流。
2.5循环伏安法电流-电位曲线为：3.实验仪器与试剂循环伏安仪指示电极：铂电极辅助电极：铂丝电极参比电极：饱和甘汞电极0.5mol/LK4[Fe(CN)6]溶液 1.0mol/LNaCl溶液4.实验过程4.1打开电脑和循环伏安仪，预热10min。
4.2指示电极的预处理铂电极用Al2O3粉末将电极表面抛光，蒸馏水冲洗。
4.3支持电解质的循环伏安图在电解池中放入0.10mol/LNaCl溶液，分别插入参比、辅助、指示电极，连接循环伏安仪，设定扫描速率为0.1V/s,起始电位为-0.2V，终止点位为0.8V，开始循环伏安扫描。
4.4不同浓度的K4[Fe(CN)6]溶液的循环伏安图分别配制0.010mol/L、0.020mol/L、0.040mol/L、0.060mol/L、0.080mol/LK4[Fe(CN)6]（分别含0.1mol/LNaCl溶液10mL），设定扫描速率为0.1V/s,起始电位为-0.2V，终止点位为0.8V，开始循环伏安扫描。
五、循环伏安法测定亚铁氰化钾实验目的学习固体电极表面的处理方法。
掌握循环伏安仪的使用技术。
了解扫描速率和浓度对循环伏安图的影响 一、实验原理铁氰化钾离子-亚铁氰化钾离子氧化还原电对的标准电极电位电极电位与电极表活度的N e r n s t 方程峰电流与电极表面活度的C o t r o l l 方程 循环伏安法在一定扫描速率下，从起始电位（-0.2 V ）正向扫描到转折电位（+0.8 V ）期间，溶液中[F e (C N )6]4-被氧化生成[F e (C N )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[F e (C N )6]3- 被还原生成[F e (C N )6]4- ，产生还原电流 二、注意事项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。
[][]3466Fe(CN)Fe(CN)e ---+=00.36V (.N H E )vs ϕ=Redc nFcvADn i 2/12/12/35p 1069.2⨯=4.不同扫描速率K4[F e(C N)6]溶液的循环伏安图:在0.040m o l·L-1 K4[F e(C N)6]溶液中，以100m V·s-1、150m V·s-1、200m V·s-1、250 m V·s-1、300m V·s-1、350m V·s-1，在-0.2至+0.8V电位范围内扫描，分别记录循环伏安图、五、数据处理1.从K4[F e(C N)6]溶液的循环伏安图上，读取i p a、i p c、v1/2、的值。
2.分别以i p a、i p c对K4[F e(C N)6]溶液的浓度作图，说明峰电流与浓度的关系。
3.分别以i p a、i p c对v1/2作图，说明峰电流与扫描速率间的关系。
4.计算i p a/i p c的值、值和值；说明K3[F e(C N)6]在K C l溶液中电极过程的可逆性六、注意事项1.实验前电极表面要处理干净。
循环伏安法测定铁氰化钾电极反应过程一、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二、试验原理循环伏安法(CV)是最重要的电分析化学研究方法之一。
在电化学、无机化学、有机化学、生物化学等研究领域得到了广泛应用。
由于其操作简便、图谱解析直观，因而一般是电分析化学的首选方法。
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电压的关系曲线。
这种方法也常称为三角波线性电位扫描方法。
图1中表明了施加电压的变化方式：起扫电位为+0.8V，反向/起扫电位为-0.2V，终点又回扫到+0.8V，扫描速度可从斜率反映出来，其值为50mV/s。
虚线表示的是第二次循环。
一台现代伏安仪具有多种功能，可方便地进行一次或多次循环，任意变换扫描电压范围和扫描速度。
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（纵坐标）对电位（横坐标）作图，称为循环伏安图。
典型的循环伏安图如图2所示。
该图是在1.0mol/L的KNO3电解质溶液中，6×10-3mol/L 的K3Fe(CN)6在Pt工作电极上反应得到的结果。
从图可见，起始电位Ei为+0.8V（a点），电位比较正的目的是为了避免电极铁氰化钾电解。
在一定扫描速率下，从起始电位（0.8V）正向扫描到转折电位（0.181V）期间，溶液中[Fe（CN）6]3-被还原生成[Fe（CN）6]4-，产生阴极电流（b点）；随着电位变负，阴极电流迅速增加（bcd曲线），直至电极极表面[Fe（CN）6]3-浓度趋近零，电流在d点达到高峰，然后迅速衰减（def）因为表面附近溶液中的[Fe（CN）6]3-几乎全部转变为[Fe（CN）6]4-而耗尽，即所谓贫乏效应，当电压扫直-0.15v，虽然已经转向开始阳极扫描，但此时电极电位相当负，扩散至电极表面的[Fe（CN）6]3-仍在不断还原，故仍呈阴极电流而不是阳极电流。
[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。
循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程[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：循环伏安法在一定扫描速率下，从起始电位（+0.8V ）正向扫描到转折电位（-0.2 V ）期间，溶液中[Fe(CN)6]3- -被还原生成[Fe(CN)6]4-，产生还原电流；当负向扫描从转折电位（-0.2 V ）变到原起始电位（+0.8 V ）期间，在指示电极表面生成的 [Fe(CN)6]4-被氧化生成[Fe(CN)6]3-，产生氧化电流。
53/21/21/2p2.6910i n ACD v =⨯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。
i —E曲线循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程[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。
循环伏安法测定铁氢化钾的电极反应参数
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及方法；
2.学习固体电极表面的处理方法；
3.掌握循环伏安法测量的实验技术；
4.了解可逆波、不可逆波的循环伏安图的特性；
5.了解扫描速率和浓度对循环伏安图的影响。
二、实验原理
[Fe(CN)6]3- + e- ↔[Fe(CN)6]4-
CV：最重要的电分析化学研究方法之一；
优点：设备廉价，操作简便，图谱解析直观。
CV法：将循环变化的电压施加于工作电极与参比电极之间，记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系曲线。
即三角波线性电位扫描。
工作电极被扫描电压施加激发，其上将产生响应电流。
以该电流（纵轴）-电位曲线（横轴）作图，即循环伏安图。
一般为：
[Fe(CN)6]3-→[Fe(CN)6]4-氧化还原电对的标准电极电位为：
[Fe(CN)6]3- + e- = [Fe(CN)6]4-φθ=0.36V(vs.NHE )
电极电位与电极表面活度的Nernst方程式为：
φ=φθ+RT/Fln(C Ox/C Red)
在一定扫描速率下，从起始电位（+0.8V）正向扫描到转折电位（-0.2V）期间，溶液中[Fe(CN)6]3-被还原生成[Fe(CN)6]4-，产生还原电流；当负向扫描从转折电位（-0.2V）变到原起始电位（+0.8V）期间，在指示电极表面生成的[Fe(CN)6]4-被氧化生成[Fe(CN)6]3-，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。
在0.1MKNO3溶液中K4[Fe(CN)6]的扩散系数为0.63×10-5cm·s-1；电子转移速率大，近视为可逆体系。
溶液中的溶解氧具有电活性，用通入惰性气体除去。
几个重要参数：
氧化峰电流i
pa 、还原峰电流i
pc
、氧化峰电位E
pa
、还原峰电位E
pc
测i p：沿基线做切线外推至峰下，从峰顶做垂线至切线，其间高度即为i p，E p可直读。
从循环伏安图可获得氧化峰电流i pa和还原峰电流i pc，氧化峰电位E pa和还原峰电位E pc。
对可逆体系：
⑴i pa/i pc≈1；
⑵ 还原峰电位和氧化峰电位电位差为峰电位：△E=E pa -E pc =0.056/n(mv) 条件电位：E θ=（E pa +E pc ）/2 三、实验试剂与仪器
电化学工作站；三电极系统：工作电极（碳糊电极），铂丝辅助电极（对电极），饱和甘汞电极；电解池；0.020mol/L K 3[Fe(CN)6]；1.0mol/L KNO 3。
四、标准溶液的配制
分别向1-5号10mL 比色管中加入0.02mol·L -1的K 3[Fe(CN)6]溶液0.00mL 、0.20mL 、0.50mL 、1.00mL 、2.00mL ，再各加入2.00mL ，1.00mol ·L -1的KNO 3溶液，最后加入蒸馏水稀释至10.00ml 定容混匀。
五、实验步骤
1.准备工作 （1）工作电极预处理：先后用0.3、0.05μm 的Al 2O 3抛光布上打磨至镜面，分别用2mol/LNaOH 、
1：1HNO 3、无水乙醇、二次水各超声5min 。
（2）接上各仪器的电源，打开CHI 工作站将仪器和电脑联结起来，在CHI 的对话框操作界
面按下面的程序设定参数：Setup →Analysis →选择循环伏安法→各参数设定。
（3）在电解池中放入0.10 mol·L -1KNO 3溶液，插入电极，以银电极为指示电极，铂丝电极为
辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，确认循环伏安条件设定，扫描速率为50mV/s ；起始电位为+0.8V ；终止电位为-0.2V ，灵敏度1e -5。
静置30s 后，开始循环伏安扫描，记录循环伏安图。
2.K 3[F e (CN)6]溶液的循环伏安图
分别作1-5号K 3[Fe(CN)6]溶液（均含支持电解质KNO 3浓度为0.10mol·L -1）循环伏安图。
3.不同扫描速率下的循环伏安图
在4号K 3[Fe(CN)6]溶液中，在20~200mV/s 范围的扫速内，并在+0.8V 至-0.2V 电位范围内扫描，分别记录循环伏安图。
六、实验数据记录及处理
1．以银电极为工作电极，扫速为50mV/s 时测不同浓度的铁氰化钾溶液的循环伏安图：
0.80.60.40.20.0-0.2
-0.00002
-0.00001
0.00000
0.00001
0.00002
0.00003
C u r r e n t /u A
Potential/V
1 2 3 4 5
图 1 1-5号溶液的循环伏安图
C Fe(CN)63-(mmol/L)
E pa (V) E
pc (V) △E p (V) i pa (μA ) i pc (μA ) n E θ(V)
0 — — — — — — — 0.4 0.274 0.154 0.120 -2.790 3.147 0.47 0.214 1 0.274 0.154 0.120 -7.063 7.644 0.47 0.214 2 0.262 0.167 0.095 -16.41 17.10 0.59 0.215 4
0.280
0.148
0.132
-27.22 29.52 0.42
0.214
表1：不同浓度Fe(CN)63-
的测量结果
图 2
从图1和图2可以看出浓度与峰电流基本上成线性关系。
2．以银电极为工作电极，以20、40、60、80、100、120、150、200mV/s 的扫速测2.0×10-3mol/L 的铁氰化钾溶液的循环伏安图：
0.80.60.40.20.0-0.2
-0.00002
0.00000
0.00002
0.00004
C u r r e n t /u A
Potential/V
1
2345678
图 3 图中1-8依次为20、40、60、80、100、120、150、200mV/s
图4
从上面图3和图4我们可以看到，峰电流与υ1/2成较好线性关系，表明其电解过程受扩散控制。
