1、循环伏安法判断电极过程实验人：王壮同组实验：余晓波实验时间：2016.2.22一、实验目的（1）掌握用循环伏安法判断电极过程的可逆性（2）学习使用电化学工作站（3）测量峰电流和峰电位二、实验原理循环伏安法与单扫描极谱法类似。在电极上施加线性扫描电压，当到达某设定的终止电压后，再反向回扫至某设定的起始电压。若溶液中存在氧化态 O，电极上将发生还原反应： OzeR:反向回扫时，电极上生成的还原态 R 将发生氧化反应：峰电流可表示为 22133piKzDmtvc峰电流与被测物质浓度 c、扫描速率 v 等因素有关。从循环伏安图可确定氧化峰峰电流 和还原峰峰电流 、氧化峰峰电位 和还paipcipa原峰
2、峰电位 。pc对于可逆体系，氧化峰峰电流与还原峰峰电流比为 1paci氧化峰峰电位与还原峰峰电位差为 0.58=paz条件电位 为 2pac由此可以判断电极过程的可逆性三、仪器与试剂仪器：电化学工作站；金圆盘电极：铂圆盘电极或玻璃碳电极，铂丝电极和饱和甘汞电极。试剂： ； -21.0/molL3()6 1.0/molL3四、实验步骤1、电极的预处理将电极表面进行抛光处理2、 溶液的循环伏安图3()6在电解池中放入 + 溶液，插入铂圆盘31.0/molL3()60.5/molL3（或金属盘）指示电极、铂丝辅助电极和饱和甘汞电极，通 N2除去 O2.扫描速率 ,从 扫描，记录循环伏安图/Vs.80
3、.2V:以不同扫描速率： 和 ，/,4/,/,8/,10/ssVs0/ms分别记录从 扫描的循环伏安图。0.8.2:3、不同浓度 溶液的循环伏安图3()6以 扫描速率，从 扫描，分别记录 、2/mVs0.8.2V:5./olL、 + 溶液的循环伏安41.0olL31./molL3()60.5/molL 3图四、实验数据1、 + 溶液在不同扫描速度下的循环伏3./l3()60.5/l3安图图 1.40mV/s 扫描速度图 2.60mV/s 扫描速度图 3.80mV/s 扫描速度图 4.100mV/s 扫描速度图 5.200mV/s 扫描速度由化学工作站软件的测量功能可以测得氧化峰峰电流 、还原峰
4、峰电流 、氧化paipci峰峰电位 、还原峰峰电位papc由 40mV/s 扫描速率得出速率为例计算： -6-4.3910=|.2paci氧化峰峰电位与还原峰峰电位差 =0.27-136=0.85Vpac条件电位 0.27-=.9136pac同理可计算出其他扫描速率下各项数据并得下表： 项目扫速 vpai()Apci()pa（ V） pc（ ） paci（ V） （ ）40/mVs-4.39E-06 4.32E-06 0.227 0.136 1.02 0.1815 0.0916-5.26E-06 5.15E-06 0.229 0.133 1.02 0.181 0.0968-5.83E-06 5
5、.79E-06 0.23 0.132 1.01 0.181 0.0981/-6.52E-06 6.37E-06 0.238 0.134 0.87 0.186 0.10420s-8.34E-06 8.48E-06 0.241 0.13 0.98 0.1855 0.111表 1. + 溶液在不同扫描速度下的数据3.01/olL3()60.5/molL3以 和 对 作图，可以得到如下图形paic2v-8-6-4691215v (mV/s)Ipa (10A)v(mV/s)Linear Fitof v图 6. 对 作图i2v468c-/)irtf图 7. 对 作图c2、不同浓度 溶液在 100mV/s
6、扫描速率下的的循环伏安图3()6测量并计算得下表: 项目 pai()Apci()pa（ V） pc（ ） paci（ V） （ ）31.0/molL-5.54E-06 6.37E-06 0.238 0.134 0.87 0.186 0.1044-5.41E-07 5.07E-07 0.272 0.098 1.07 0.185 0.1745.-8.60E-08 4.97E-09 0.236 0.133 17.31 0.1845 0.103表 2. 不同浓度 溶液在 100mV/s 扫描速率下的的数据3()6图 8. + 溶液的31.0/molL3()60.5/molL 3循环伏安图图 9. +
7、溶液的43()6 3循环伏安图图 10. + 溶液的51.0/molL3()60.5/molL 3循环伏安图3()6浓度电极过程的可逆性可由 、 两式来判断，如果 与 11paci0.58=paczpaci相差很大或者 与 相差很大则电极过程为不可逆电极0.58z在表 1 中，可以计算得到 的平均值为 ，可以得出本实验电极过程的可paci=0.98paci逆性较为理想的结论。 六、 注意事项1. 电极预处理情况直接影响循环伏安图形，必须仔细清洗。2. 通氮气除氧后必须等溶液静止1-2 min再扫描。七、 思考题1. 解释 溶液的循环伏安图的形状。3()6答：在一定的扫描速率下，从起始电位正向扫描至转折电位期间，溶液之中的还原剂被氧化，产生氧化电流；当反向扫描由转折电位扫描至起始电位，氧化剂被还原，生成还原电流。2. 如何利用循环伏安法判定极谱电极过程的可逆性答：当氧化峰峰电流和还原峰的峰电流绝对值比值为一的时候，即可认为极谱电极的可逆性。3. 若实验的 ， 与文献值有差异，试说明原因。答：实验室的环境与文献中的标准环境有差异。实验电极和溶液中存在杂质，导致实验误差。
