电化学-循环伏安法

1实验四循环伏安法一、实验目的（1）学习如何运用CHI电化学工作站进行循环伏安法的测定；（2）学习循环伏安法测定电极反应参数的基本原理二、实验原理循环伏安法是在面积恒定的工作电极上，加上对称的三角波扫描电压，记录i-E曲线，称为循环伏安图。若三角波的前半部分是阴极扫描过程，电极发生还原反应，电流响应是峰形的阴极波；而三角波的后半部分是阳极扫描过程，电极上发生氧化反应，电流响应是峰形的阳极波。因此三角波扫描，电极上完成一个还原-氧化的循环，故称为循环伏安法。发生的电化学反应为O+ne-R和/或RO+ne-25ºC时，其峰电流可表示为cvDAn212123p269i其中，ip为峰电流（A）；A为电极面积（cm2）；n为电子转移数；D为扩散系数（cm2·s-1）；v为扫描速率（V·s-1）；c为浓度（mol·L-1）循环伏安法是研究电极过程机理的重要手段。阴极峰电流ipc和阳极峰电流ipa的数值是循环伏安法中最为重要的参数。对于一个简单的电极反应过程，下面两式是判别电极是否可逆的重要依据：1iipcpaVn059.0EEEpcpap三、仪器与试剂CHI-电化学系统，玻碳电极，甘汞电极，铂电极电化学活性溶液：含1.0×10-3mol·L-1铁氰化钾溶液、1.0×10-3mol·L-1亚铁氰化钾溶液、0.1mol·L-1NaClN2（99.9%）α-Al2O3抛光粉四、实验步骤（1）将玻碳电极用抛光粉抛光后，用蒸馏水和无水乙醇交替超声波清洗三次，每次220s。电极彻底洗净后，用N2吹干。（2）将玻碳电极、甘汞电极、铂丝对电极插入到电化学活性溶液中，连接好电路。红色：铂丝对电极绿色：玻碳电极白色：甘汞电极（3）通入N2，除去O2。（3）将CHI电化学系统的操作界面选定在循环伏安测定，选择电位扫描区间为-0.8V～0.8V，分别在不同的扫描速率下进行循环伏安扫描，扫描速率分别为10、30、、50、80、100、120、150、210mV·s-1，并记录在不同扫描速率时的氧化峰电流和还原峰电流、氧化峰电位和还原峰电位。四、结果处理(1)按下表记录循环伏安曲线扫描结果v/mV·s-1v1/2EpcEpaEpipcipapapcii10305080100120150180210(2)以v1/2为横坐标，分别以ipc和ipa为纵坐标作图。五、思考题1．由结果处理（2）得到的ipc～v1/2和ipa～v1/2曲线说明了什么？2．随着扫描速率v的变化，峰电位Epa与Epc各发生了怎样的改变？说明什么？