电化学与电分析化学实验

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1、电化学与电分析化学实验38Ⅰ电化学电解实验一电解法制备普鲁士蓝膜修饰电极及电化学行为研究一、实验目的了解什么是修饰电极；掌握用电积法制备普鲁士蓝的修饰电极的方法。二、实验原理化学修饰电极（chemicallymodifiedelectrode）是由导体或半导体制作的电极，在电极表面涂敷了单分子，多分子的，离子的或聚合物的化合物薄膜，改变了电极界面的性质，电极呈现的性质与电极材料本身任何表面上的性质不同，通过改变电极/电解液界面的微观结构而调制成某种特性。对玻碳电极进行电化学处理——电沉积法——使之表面形成普鲁士蓝薄膜。三、仪器

2、、试剂和材料仪器LK2005A型电化学工作站（天津兰力科化学电子有限公司），三电极系统（SCE为参比电极，铂丝为对电极，玻碳电极为工作电极）；试剂0.1mol/L铁氰化钾，1mol/LKCl,0.2mol/LHCl，0.01mol/L Fe2(SO4)3。四、实验步骤1、按下列表格配置溶液，并以水定容为10mL： 铁氰化钾/mLKCl/mLFe2(SO4)3/mLH2O/mL10.250.54.320.2513.830.2522.840.2531.83850.2540.82、制备修饰电极：a)将玻碳电极在润湿的撒有粒度为1.0

3、μm的α-Al2O3粉的抛光布上进行抛光，洗去表面的污物；b)以恒电位和循环电位在上述溶液中电解，在玻碳电极的表面上电沉积成普鲁士蓝修饰膜。3、修饰电极的电化学行为的研究：将电极放入KCl溶液的溶液中，在与上步同样的条件下用循环伏安法电解玻碳上的普鲁士蓝，并记录伏安图，对比各个溶液制得的伏安图，找出最好的峰形所对应的溶液。五、实验讨论作为化学修饰电极的基底材料主要是碳（包括石墨，热解石墨和玻碳）和贵金属及半导体。在采用任何方法之前，所用固体电极必须首先经过表面的清洁处理，目的是为了获得一种新鲜的，活性的和重现性好的电极表面状态

4、，以利于后续的修饰步骤进行。   普鲁士蓝的还原形式K2Fe(CN)6（Everrit盐，ES）和氧化形式FeFe(CN)6（Berlin绿） 由于在V（Fe2(SO4)3）=4mL时制得的修饰电极的氧化还原峰最明显，故对其电化学进行严格的讨论：0.816V电位处出现一个很小的还原峰，0.150V的电位处，普鲁士蓝还原为Everitt盐的i-E曲线为尖峰；0.198V处普鲁士蓝氧化成Berlin绿的i-E曲线为尖峰。0.150V下还原反应和0.198V下氧化反应消耗的总电量比为5：2。38金属腐蚀与防腐实验二铁的极化曲线的测定

5、一、实验目的1、掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。通过测定Fe在H2SO4、HCl溶液中的阴极极化、阳极极化曲线，求得Fe的自腐蚀电位，自腐蚀电流和钝化电势、钝化电流等参数。2、了解Cl-离子，缓蚀剂等因素对铁电极极化的影响。3、讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用。二、实验原理1、铁的极化曲线：金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。例如Fe→Fe2++2e(1)2H++2e→H2(2)Fe将不断被溶解，同时产生H2。Fe电极和H2电极及H2SO4溶液构成了腐蚀原电池，其腐蚀反应为：Fe+2H+→Fe

6、2++H2(3)这就是Fe在酸性溶液中腐蚀的原因。当电极不与外电路接通时，其净电流为零。即Icorr=IFe=-IH≠0。图1中ra为阴极极化曲线。当对电极进行阴极极化，即加比Ecorr更负的电势，反应[1]被抑制，反应[2]加速，电化学过程以H2析出为主，这种效应称为“阴极保护”。塔菲尔(Tafel)半对数关系，即：38图1中ab为阳极极化曲线。当对电极进行阳极极化时，即加比Ecorr更正的电势，则反应[2]被抑制，反应[1]加速，电化学过程以Fe溶解为主。符合公式：2、铁的钝化曲线：abc段是Fe的正常溶解，生成Fe2+，

7、称为活化区。cd段称为活化钝化过渡区。de段的电流称为维钝电流，此段电极处于比较稳定的钝化区,Fe2+离子与溶液中的离子形成FeSO4沉淀层，阻滞了阳极反应，由于H+不易达到FeSO4层内部，使Fe表面的pH增大，Fe2O3、Fe3O4开始在Fe表面生成，形成了致密的氧化膜，极大地阻滞了Fe的溶解，因而出现钝化现象。ef段称为过钝化区。图3中W表示研究电极、C表示辅助电极、r表示参比电极。参比电极和研究电极组成原电池，可确定研究电极的电位。辅助电极与研究电极组成电解池，使研究电极处于极化状态。38在实际测量中，常采用的恒电势法

8、有下列两种：·静态法：将电极电势较长时间地维持在某一恒定值，同时测量电流密度随时间的变化，直到电流基本上达到某一稳定值。如此逐点地测量在各个电极电势下的稳定电流密度值，以获得完整的极化曲线。·动态法：控制电极电势以较慢的速度连续地改变（扫描），并测量对应电势下的瞬时电流密度，