循环伏安法测亚铁氰化钾

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1、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

2、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(COx/CRed)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（

3、-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ipa、还原峰电流ipc、氧化峰电位Epa、还原峰电位Epc测ip：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

4、p，Ep可直读。从循环伏安图可获得氧化峰电流ipa和还原峰电流ipc，氧化峰电位Epa和还原峰电位Epc。对可逆体系：⑴ipa/ipc≈1；⑵还原峰电位和氧化峰电位电位差为峰电位：△E=Epa-Epc=0.056/n(mv)条件电位：Eθ=（Epa+Epc）/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/LK3[Fe(CN)6]；1.0mol/LKNO3。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K3[

5、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KNO3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Al2O3抛光布上打磨至镜面，分别用2mol/LNaOH、1：1HNO3、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

6、→各参数设定。（3）在电解池中放入0.10mol·L-1KNO3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.K3[Fe(CN)6]溶液的循环伏安图分别作1-5号K3[Fe(CN)6]溶液（均含支持电解质KNO3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K3[Fe(CN)6]溶液中，在20~200

7、mV/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：图11-5号溶液的循环伏安图CFe(CN)63-(mmol/L)Epa(V)Epc(V)△Ep(V)ipa(mA)ipc(mA)nEθ(V)0———————0.40.2740.1540.120-2.7903.1470.470.21410.2740.1540.120-7.0637.6440.470.21420.2620.1670.095-

8、16.4117.100.590.21540.2800.1480.132-27.2229.520.420.214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2.0×10-3