实验电化学实验图汇总

电位分析

实验七 计时电流法

一、 实验目的

1、 了解计时电流法的特点和基本实验技术；

2.、掌握极限扩散电流的基本理论；

3.、了解采样电流伏安法的原理。

二、 基本原理

计时电流法是极谱法和伏安法的基础。它是记录当电极电位从初始电位阶跃到某一指定电位时，电流随时间的变化曲线。计时电流法又分为单电位阶跃，双电位阶跃及多电位阶跃等。计时电流法是研究极限扩散电流的工具，同时它又是常用的电化学暂态分析方法之一。当电流电位从初始电位阶跃至极限电极电位时，不管电极反应是否可逆，电流与时间的关系式均可以表示为Cottrell公式：

id(t)=nFADo1/2Co*/(лt)1/2 (1)

（1）式中id(t)为极限扩散电流，n为电极反应的电子交换数，F为法拉第常数，A为电极的有效面积，Do为电极反应物（氧化态）的扩散系数，Co*为电极反应物的本体浓度，t为反应时间。当电极的有效面积不变时，（1）式可以简化为：

id(t)=kt-1/2 (2)

即极限扩散电流随t-1/2衰减。对（1）式进行积分，得到

Q(t)=∫t0 id(t)dt=2nFADo1/2Co*t1/2/л1/2=k’t1/2 (3)

即Q(t) 与t1/2成正比。如果记录Q(t)—t曲线，称为计时电量法。另外，由（1）式可知：

id(t)∝Co* (4)

即极限扩散电流与溶液的本体浓度成正比这也是极谱法定量分析的依据。

三、 仪器与试剂

仪器 LK98BⅡ型电化学工作站（天津市兰力科公司）； 三电极系统：玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极（或饱和甘汞电极）为参比电极，铂电极为对极(铂丝、铂片、铂柱电极均可)；

试剂 1.0×10-3mol/L K3[Fe(CN)6]-K4[Fe(CN)6] (铁氰化钾)溶液（含0.2mol/L

段导线来，用热缩管固定引脚并绝缘。　

②按照图２连接电路，其中Ｖ　接学生电源　１２Ｖ，Ｖ　接学生电源５Ｖ，Ｒ。　接２ｋｎ的负载电阻。　

③电路接好之后，在输出端４、６号引脚接入　

万用表１０Ｖ左右电压档，待观察输出信号的变　化。　④打着一次性打火机，吹灭火苗（制造可燃　

气体），靠近ＱＭ－Ｎ５的探头，观察输出端万用表显　示值的变化，此时能观察到随着打火机距离传感　器的远近，电压输出的波动。　⑤将输出端信号通过ｃｄ４０６９的非门，接入到　

蜂鸣器的＋端，制成可燃气体简易报警器。　

４注意事项　

①ＱＭ－Ｎ５可燃气体传感器探头加上加热电　

压后，探头会发热。可以请学生靠近探头感知气　体传感器是否在工作，同时注意别烫伤。　②ＱＭ—Ｎ５可燃气体传感器按照引脚排列方　式分别为顺时针或逆时针方向１、２、３、４、５、６，其　

中１、２脚和５、６脚电路内部已自动连接，学生实　

验过程中不再连接导线。　③ｃｄ４０６９连接的时候注意加上电源正极和　

电源地，否则集成电路无法正常工作。　④学生使用打火机要注意安全。　

５　教学体会　

本设计通过实验，让学生体验气体传感器的　

变化。学生对照基本测试电路图搭接电路，用万　

用表测量输出信号的变化，使用与非门集成电路　将传感器的输出变化接入蜂鸣器报警电路，整个　

实验操作简单，效果明显。通过本次实验，学生可　举一反三，引入煤气报警电路、酒精检测简易装置　

等实验。　（收稿日期：２０１１　１０　１０）　

超微量电化学实验研究　

口　王锦化　孙世新　谷向永　张　昊　付　艳　

江苏省徐州师范大学化学化工学院　２２１１１６　

摘要　为解决新课程电解、电镀和原电池原理实验试剂用量大、废液排放量多的难题，进行了超微量电化学实验研究，并　成功地将试剂用量降低至常规实验的万分之一，且实验现象生动直观。为学生人人参与实验提供了可能和实践平台。　关键词　超微量电化学实验　电解　电镀原电池原理　

为解决新课程电解、电镀和原电池实验试剂　

检测碳酸饮料中葡萄糖的电化学实验

碳酸饮料中葡萄糖的电化学实验是一种特殊的氧化还原分析方法，即循环伏安法。这种方法主要表现在实验的工作环境是在三电极电解池里进行。当加一快速变化的电压信号于电解池上，工作电极电位达到开关电位时，将扫描方向反向，所得到的电流-电位(I-E)曲线，称为循环伏安曲线。循环伏安曲线显示一对峰，称为氧化还原峰。在一定的操作条件下，氧化还原峰高度与氧化还原组分的浓度成正比，可利用其进行定量分析 。

检测碳酸饮料中葡萄糖的电化学实验可以通过以下步骤进行：

材料：

碳酸饮料

葡萄糖溶液

电极(例如铜/银电极)

电解池(例如玻璃杯或试管)

盐酸(HCl)

氢氧化钠(NaOH)

滴定管

移液器

pH计 计算器

步骤：

1. 将电极插入电解池中，并在电极上分别加入一定量的葡萄糖溶液和碳酸饮料。

2. 在电解池中加入少量的盐酸，以使碳酸饮料中的二氧化碳释放出来。这将导致溶液中的pH值下降。

3. 用滴定管将一定量的氢氧化钠溶液加入电解池中，直到溶液中的pH值恢复到7左右。这是因为在碱性条件下，葡萄糖可以与氢氧化钠反应生成葡萄糖酸钠。

4. 用移液器将一定量的氢氧化钠溶液滴入电解池中，直到溶液中的pH值再次下降。这将导致溶液中的葡萄糖被消耗掉，同时产生二氧化碳气体。 5.用滴定管将一定量的盐酸溶液加入电解池中，直到溶液中的pH值恢复到7左右。这将使溶液中的二氧化碳重新溶解，并形成碳酸氢钠。

6. 用移液器将一定量的盐酸溶液滴入电解池中，直到溶液中的pH值再次下降。这将使溶液中的碳酸氢钠分解成二氧化碳和水，并释放出二氧化碳气体。7. 用pH计测量溶液的pH值，并记录下来。如果溶液中的pH值低于7,则说明溶液中含有葡萄糖。

8. 用计算器计算出溶液中葡萄糖的含量，公式为：葡萄糖含量(克)=

(测量的葡萄糖浓度 × V)÷(V × C),其中C为碳酸饮料的体积(单位为毫升),V为电解池的体积(单位为毫升)。

实验4循环伏安法测定电极反应参数

华南师范⼤学实验报告

学⽣姓名： 学号：

专业：新能源材料与器件 年级班级：17新能源1班

课程名称：电化学基础实验 实验项⽬：循环伏安法测定电极反应参数 实验指导⽼师：吕东⽣ 实验时间：2019年3⽉25⽇

⼀、 实验⽬的1. 了解循环伏安法的基本原理及应⽤

2. 掌握循环伏安法的实验技术和有关参数的测定⽅法。

⼆、 实验原理

循环伏安法（CV ）是最重要的电分析化学研究⽅法之⼀。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邻域被⼴泛应⽤。循环伏安法通常采⽤三电极系统，⼀⽀⼯作电极，⼀⽀参⽐电极，⼀⽀对电极。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。

循环伏安法加电压的⽅式如图a 所⽰。对可逆电极过程，如⼀定条件下的3/46()Fe CN --氧化还原体系，当电压负向扫描时，36()Fe CN -

在电极上还原，得到⼀个还原电流峰。当电压正向扫描时，46()Fe CN -

在电极上氧化，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b 所⽰的氧化还原曲线。

图a.循环伏安法加电压的⽅式

图b.循环伏安法测得的氧化还原曲线

在循环伏安法中，阳极峰电流i pa ，阴极峰电流pc i 、阳极峰电势pa E 、阴极峰电势pc E 以及a i p /c i p 、p pa pc -E E E ?（）时最为重要的参数。 对于⼀个可逆过程：p pa pc -57~63/n m 25E E E ?≈（）（） V （℃）。 ⼀般情况下，p E ?约为58/n mV （25℃），pa pc i /i 1≈。 正向扫描的峰电流p i 为：3115

222

p i =2.6910n v AD C ?

从p i 的表达式看：p i 与12

v 和C 都呈线性关系，对研究电极过程具有重要意义。标准电极电势为：o pa pc =+/2E E E （）。所以对可逆过程，循环伏安法是⼀个⽅便的测量标准电极电位的⽅法。