19.12.2电化学工作站实验

循环伏安法测定铁氰化钾一、实验目的1、学习电化学工作站的使用方法；2、学习常用固体电极处理方法；3、学习用循环伏安法判断反应的可逆性。二、实验原理伏安法是三电极系统，循环伏安法是以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上,在电极上施加线形扫描电压,当到达设定的终止电压后,再反向回扫至设定的起始电压。得到的电流电压曲线包括两个分支，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，电位向阳极方向扫描时,还原产物又会重新在电极上氧化,产生氧化波。因此一次三角波扫描,完成一个还原和氧化过程的循环,故该法称为循环伏安法,其电流-电压曲线称为循环伏安图。电极上发生电极反应：阴极方向扫描时,电位达到电位还原电位时，电极上将发生还原反应：x+ne=RedO反向回扫时,电极上生成的还原态Red将发生氧化反应：峰电流可表示为：此式是扩散控制的可逆体系电极过程峰电流方程式。由循环伏安图可以得到氧化峰峰电流ipa、峰电位Epa.还原峰峰电流ipc、峰电位Epc值。Red-ne=Ox1/2pi=Kvc还原波氧化波ipc、Epcipa、Epa可逆体系,循环伏安曲线上下对称,ipa/ipc=1，电位差△E=Epa-Epc=0.059V/n，条件电位E0=(Epa+Epc)/2。如果电活性物质可逆性差,则氧化波与还原波的高度就不同,对称性也较差。可逆体系的△E一般在0.064-0.080V,ipa/ipc=1,可判断电极反应过程是否可逆。三、仪器与试剂1.仪器CHI660电化学工作站；铂片电极（工作电极）；铂丝电极（辅助电极）；Ag-AgCl电极。2.试剂1.0×10-1mol/LK3Fe(CN)6溶液；饱和KCl溶液。四、实验步骤1、电化学工作站操作步骤1）电极连接绿色：工作电极（铂片电极）；白色：参比电极（Ag-AgCl电极）；红色：辅助电极（铂丝电极）2）打开电脑和电动化学工作站；点击电脑桌面图标chi660d，进入操作页面。3）参数设定a、点击工具条中的设置键在对话栏中点击实验技术键点击循环伏安法键；b、点击工具条中的设置键点击实验参数键在对话栏中输入各参数，如下：初始电位（V):-0.2；高电位(V):0.8；低电位（V）：-0.2；扫描速率(mV/S):需要速率输进去；灵敏度（A/S）:1.e-5。4）开始运行：点击工具条中控制键选择运行实验键。5）获取图像数据：点击工具条中图像键选择当前数据图键记录数据。Epa、ipa、Epc、ipc。（英文版操作界面和中文版操作界面一样，在相应位置选就可以了）。2、具体实验步骤1）不同浓度K3Fe(CN)6溶液的循环伏安图取3个50mL的容量瓶，各加入10mL的饱和KCl溶液，再分别加入0.10mol/L的K3Fe(CN)6溶液0.5mL;3.0mL;5.0mL,定容至刻度线，摇匀。先把低浓度溶液转移至小烧杯中，插入连接好的三电极系统，测定扫描速率100mV/s下的循环伏安图，记录数字。如上，依次测定高浓度溶液循环伏安图。2）扫描速率对峰电流影响：在上述0.01mol/LK3Fe(CN)6溶液（体积为5.0mL的最后一个溶液)下，改变参数下扫描速率大小：20mV/s;40mV/s；60mV/s；100mV/s；200mV/s，记录其对应的循环伏安图，记录数字。K3Fe（CN)6浓度对伏安图的影响项目123扫描速率（mV/s）100扫描范围（V）-0.2-0.8VK3Fe（CN)6（mL)0.53.05.0ipa（A)Epa（V)ipc（A)Epc（V)Epa-Epc（V)ipa/ipc五、数据记录扫描速率对伏安图的影响项目12345扫描速率（mV/s）204060100200扫描范围（V）-0.2--+0.8VK3Fe（CN)6（mL)5.0ipa（A)Epa（V)ipc（A)Epc（V)Epa-Epc（V)ipa/ipc•六、数据处理1、以ipa、ipc对V1/2作图，说明v和ip之间的关系；2、以铁氰化钾浓度对ipa、ipc作图，说明其关系；3、根据ipa/ipc值和Epa-Epc值，判断反应的可逆性。•七、注意事项：工作电极使用前要进行打磨，用Al2O3粉进行抛光处理，方法是在鹿皮纸上撒少量的抛光粉（Al2O3），竖直握住铂片电极，使电极在麂皮慢速的移动，其路径为“8”字形，切忌不要左右或者上下打磨，这样会在电极上形成一道明显的划痕。然后用水清洗干净，备用。