循环伏安法中阳极峰电位为什么不是等于阴极峰电位
循环伏安法细则
利用循环伏安确定反应是否为可逆反应1.氧化峰电流与还原峰电流绝对值相等,即二者绝对值比值始终为一,与扫描速率,换向电势,扩散系数无关。
2.氧化峰与还原峰电位差约为59mV利用循环伏安确定反应是否为可逆反应1.氧化峰电流与还原峰电流之比的绝对值等于12.氧化峰与还原峰电位差约为(59/n)mV (25摄氏度时)一般这两个条件即可判断扩散反应或者是吸附反应:改变扫描速率,看峰电流是与扫描速率还是它的二次方根成正比~~ 若是与扫描速率成线性,就是表面控制过程~与二次方根成线性,就是扩散控制~~偶认为,,,给6楼纠正下,是59/n,n为电子转移量(亚铁-铁,n=1)温度一般是293K下确定,但是一般我们实验时候不是在这个温度下,因此用这个算是有误差的,一般保证其值在100mv以下都算合理的误差,随着扫描速度的变大,这个值 ...循环伏安测试的基本电位条件设定是根据你的研究电机与参比电极决定利用循环伏安确定反应是否可逆1:氧化峰和还原峰的电流比是否相等,若相等则可逆。
有时对同一体系,扫描速率不同也会在一定程度上影响其可逆性的一般而言,扫速越大其电化学反应电流也就越大。
2:氧化峰和还原峰电位差等于59/nmV,若大于,则是准可逆体系。
这种确定onset potential的方法的依据是什么呢?我看有的文献上直接是作一条切线,但这样误差也很大,很主观随意。
不知道Electrochimica Acta 53 (2007) 811–822这篇文献中的这种求onset potential的方法的依据是什么。
Quote:Originally posted by crossin at 2009-4-28 17:29:The onset is defined as the potential at which 10% or20%of the current value at the peak potential was reached.(Electrochimica Acta 53 (2007) 811–822)不是“依据(accord)”,而是“定义(define)”以前我们老师上电极过程动力学的时候说准确的onset potential其实是很难被确定的。
[整理]循环伏安法细则
[整理]循环伏安法细则利用循环伏安确定反应是否为可逆反应1.氧化峰电流与还原峰电流绝对值相等,即二者绝对值比值始终为一,与扫描速率,换向电势,扩散系数无关。
2.氧化峰与还原峰电位差约为59mV利用循环伏安确定反应是否为可逆反应1.氧化峰电流与还原峰电流之比的绝对值等于12.氧化峰与还原峰电位差约为(59/n)mV (25摄氏度时)一般这两个条件即可判断扩散反应或者是吸附反应:改变扫描速率,看峰电流是与扫描速率还是它的二次方根成正比~~ 若是与扫描速率成线性,就是表面控制过程~与二次方根成线性,就是扩散控制~~偶认为,,,给6楼纠正下,是59/n,n为电子转移量(亚铁-铁,n=1)温度一般是293K下确定,但是一般我们实验时候不是在这个温度下,因此用这个算是有误差的,一般保证其值在100mv以下都算合理的误差,随着扫描速度的变大,这个值 ...循环伏安测试的基本电位条件设定是根据你的研究电机与参比电极决定利用循环伏安确定反应是否可逆1:氧化峰和还原峰的电流比是否相等,若相等则可逆。
有时对同一体系,扫描速率不同也会在一定程度上影响其可逆性的一般而言,扫速越大其电化学反应电流也就越大。
2:氧化峰和还原峰电位差等于59/nmV,若大于,则是准可逆体系。
这种确定onset potential的方法的依据是什么呢?我看有的文献上直接是作一条切线,但这样误差也很大,很主观随意。
不知道Electrochimica Acta 53 (2007) 811–822这篇文献中的这种求onsetpotential的方法的依据是什么。
Quote:Originally posted by crossin at 2009-4-28 17:29:The onset is defined as the potential at which 10% or 20%of the current value at the peak potential was reached.(Electrochimica Acta 53 (2007) 811–822)不是“依据(accord)”,而是“定义(define)”以前我们老师上电极过程动力学的时候说准确的onset potential 其实是很难被确定的。
循环伏安法阳极峰和阴极峰
浅谈循环伏安法阳极峰与阴极峰循环伏安法(cyclic voltammetry)是电化学中常见的一种探测
方法,可以用来研究反应动力学及电机制等方面。
在这个方法中,阳
极峰和阴极峰是很重要的参数。
阳极峰指的是在循环伏安曲线中向阳极方向第一个出现的峰。
一
般来说,这个峰代表的是氧化反应,也就是电子从试样中流出到电极上。
阳极峰的高度与反应速率、氧化还原能力有关,可以用来分析试
样的电化学性质。
阴极峰则是在循环伏安曲线中向阴极方向第一个出现的峰。
这个
峰则代表了还原反应,也就是电子从电极上进入试样。
阴极峰的高度
也与试样的电化学性质有关,可以用来推测反应的机制和速率。
同时,阳极峰和阴极峰的间距也可以反映出电子转移的速率。
在实际应用中,循环伏安法阳极峰和阴极峰的测量可以用来研究
催化反应、电池和光催化反应等方面。
此外,阳极峰和阴极峰的测定
还可以用于药物分析、环境检测和食品安全等领域。
总之,了解循环伏安法阳极峰和阴极峰的含义和测量方法可以更
好地应用这个方法来研究各种反应与试样的电化学性质。
循环伏安法
Fig.2 电解过程的伏安曲线
电极表面的传质过程
电极表面存在三种传质过程, 分别是:
1) 扩散 2.)电迁移 3) 对流
若电解采用微铂电极为工作电极、 且溶液不充分搅拌时,会促使耗 竭区提前出现。这种现象称极化 现象。
循环伏安法实验原理
若电极反应为O+e
R,反
应前溶液中只含有反应粒子O且
O、R在溶液均可溶,控制扫描
循环伏安法实验原理
随着电极电势逐渐变正,电极附近可氧化的R粒 子的浓度较大,在电势接近并通过 平0 时,表面 上的电化学平衡应当向着越来越有利于生成R的 方向发展。于是R开始被氧化,并且电流增大到 峰值氧化电流Ipa,随后又由于R的显著消耗而引 起电流衰降。整个曲线称为“循环伏安曲线”。
循环伏安法实验原理
E p E pa E pc
2.3RT nF
59 mV n
(at 25°C)
对于不可逆体系, Δ Ep > 59/n(mV), ipa / ipc < 1。 ΔEp越大, 阴阳峰电流比值越小,则该电极体系越不可逆。对于不可逆电 极电程来说,反向电压扫描时不出现阳极波。
峰电位的确定
一般情况下,伏安图谱上的峰比较宽,因而难以确定峰电位。所以,有时以 0.5 ip的电位(称为半峰电位EP/2)来对电极反应进行表征更方便。理论上,
容易极化,同时对其形状和位置也有要求。
参比电极: 是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极。 参比电极上基本没有电流通过,用于测定研究电极(相对 于参比电极)的电极电势。在控制电位实验中,因为参比 半电池保持固定的电势,因而加到电化学池上的电势的任
何变化值直接表现在工作电极/电解质溶液的界面上。实 际上,参比电极起着既提供热力学参比,又将工作电极作 为研究体系隔离的双重作用。参比电极需要具备的一些性
循环伏安法中阳极峰电位为什么不是等于阴极峰电位
循环伏安法中阳极峰电位为什么不是等于阴极峰电位
如题:循环伏安法中,阳极峰电位为什么不是等于阴极峰电位,或是说为什么会有0.056/n V的偏移。
小弟初来乍到,还请不吝指点一二啦!
回答:
1、首先,从线性扫描说起。
线性扫描的I-E曲线如下图1所示。
线性扫描峰电位和半波电位E(1/2)有如下关系:
对于电化学还原反应满足式(1):
Epc=E(1/2)-1.1RT/n F=E(1/2)-28.0/n(mV)
对于电化学氧化反应满足式(2):
Epa=E(1/2)+1.1RT/nF=E(1/2)+28.0/n(mV)
(这个公式在一般的电化学理论书本中的线性扫描部分都有。
如:胡会利《电化学测量方法》pp162)
2、循环伏安的扫描点事为三角波,一个循环可看作由一段正方向和一段负方向的线性扫描组成。
由式(1)和式(2)可得:
峰电位差=|Epc-Epa|=56.0/n(mV)
其曲线如图2所示。
希望小兵的回帖对你的理解有所帮助。
1 线性扫描的I-E曲线.jpg
2 循环伏安图.jpg。
循环伏安法
及 Ag/AgCl 参比电极。夹好电极夹。以 50mV/S 的扫描速度记录循环伏安图并存 盘。 (4). 用一定浓度铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液,分别记录扫描速度为 5 mV/S、10mV/S、 20mV/S、50mV/S、100mV/S、200mV/S 的循环伏安图并存盘。在完成每一次扫 速的测定后,要轻轻摇动一下电解池,使电极附近溶液恢复至初始条件。
得到一个氧化电流峰。所以,电压完成一次循环扫描后,将记录出一个如图 2 所示 的氧化还原曲线。扫描电压呈等腰三角形。如果前半部扫描(电压上升部分)为去极
图 1 cv 图中电势~时间关系
图 2 氧化还原 cv 曲线图
化剂在电极上被还原的阴极过程,则后半部扫描(电压下降部分)为还原产物重新被 氧化的阳极过程。因此.一次三角波扫描完成一个还原过程和氧化过程的循环,故 称为循环伏安法。
正向扫描的峰电流 ip 为: ip = 2.69×105n3/2AD1/2υ1/2C 式中各参数的意义为:
ip:峰电流(安培); n:电子转移数; A:电极面积(cm2);D :扩散系 数(cm2/s) ;υ:V/s;C:浓度(mol·L-1)。从 ip 的表达式看:ip 与υ1/2 和 C 都呈线性关系,对研究电极过程具有重要意义。
图 3 Ag 在 Pt 电极上电结晶过程的 CV 图 0.01mol/LagNO3+0.1mol/LKNO3
Faraday 常数(96485 C.molmnFidtQt==∫0-1)。如图 3 的 CV 图中,阴影部分对应的 是铂上满单层氢脱附的电量,为 210 μC/cm2。由于氢在铂上只能吸附一层,通过实 验得到的吸附电量可以推算实验中所用的电极的真实面积。若电化学过程不只涉及 一层物种的反应,如 Ag 在 Pt 上的沉积,见图 3,通过积分沉积的 Ag 的溶出电量, 以及 Ag 的晶格参数可以估算电极上沉积的银的层数。通过改变 CV 实验中的扫描 速度,根据实验中得到的 Ip, ΔEp, Ep/2,Ep, ,值,判断电极过程的可逆性。25°C 下, 针对反应可逆性的不同,将具有以下特征(以一个还原反应通过改变 CV 实验中的 扫描速度,根据实验中得到的 Ip, ΔEp, Ep/2,Ep, ,值
循环伏安法介绍全解[荟萃知识]
Fig.1 循环伏安法原理:(a) 循环电位扫描 (b) 循环伏安谱
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Fig.2 电解过程的伏安曲线
精制内容
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电极表面的传质过程
电极表面存在三种传质过程, 分别是:
1) 扩散 2.)电迁移 3) 对流
若电解采用微铂电极为工作电极、 且溶液不充分搅拌时,会促使耗 竭区提前出现。这种现象称极化 现象。
形成峰2
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形成峰3
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• 再次阳极扫描时,对苯二酚又被氧 化为苯醌 ,形成峰4 ,而对-胺基 苯酚又被氧化为对-亚胺基苯醌, 形成与峰1完全相同的峰5。
精制内容
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可逆电极过程的循环伏安法曲线图
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对于部分可逆(也称准可逆)电极过程来 说,极化曲线与可逆程度有关,一般来
说, △Ep >59/n mV,且峰电位随电压扫
描速度ν的增大而变大,阴极峰变负,阳 极峰边正 。
ipc/ipa可能大于1,也可能小于或等于1,
仍正比于 。准可逆电极电程的循环伏 安法曲线如4.17B图所示
精制内容
9
(iii) Easy to remove diffusion
Hg microelectroladyeerson mercury drop surface
when the drop falls
(螺线管)
(聚氨酯)
0.05~ 0.5mm diameter
精制内容
(活塞)
(金属垫圈))
10
精制内容
精制内容
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二、电解池的伏安行为
当外加电压达到镉离子的电解 还原电压时,电解池内会发生 如下的氧化还原反应。
【干货】电化学基础测试知识系列(五):循环伏安法详解
【⼲货】电化学基础测试知识系列(五):循环伏安法详解循环伏安法(Cyclic Voltammetry)是⼀种常⽤的电化学研究⽅法。
该法控制电极电势以不同的速率,随时间以三⾓波形⼀次或多次反复扫描,电势范围是使电极上能交替发⽣不同的还原和氧化反应,并记录电流-电势曲线。
根据曲线形状可以判断电极反应的可逆程度,中间体、相界吸附或新相形成的可能性,以及偶联化学反应的性质等。
常⽤来测量电极反应参数,判断其控制步骤和反应机理,并观察整个电势扫描范围内可发⽣哪些反应,及其性质如何。
对于⼀个新的电化学体系,⾸选的研究⽅法往往就是循环伏安法,可称之为“电化学的谱图”。
本法除了使⽤汞电极外,还可以⽤铂、⾦、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。
循环伏安技术因功能多样化⽽成为⼀种被电化学家⼴泛使⽤的技术,但是⼤部分时间是⽤于实验室级的元件上。
实际上,⼤的器件将使⽤成百上千安培的⾮常⼤的电流,这在技术上难以处理。
在实验室级别或材料研究级别中,循环伏安是⼀种精确的技术。
它可以:1)定性和半定量研究;1)通过⼤范围的扫描速率扫描动⼒学分析;3)决定电压窗⼝。
1. 极化曲线和循环伏安的区别(什么是循环伏安?)线性伏安测试技术即电位随着时间线性的变化,从⽽测量电流随电压变化的过程。
⼀般把线性伏安技术分为两类:当扫速⾜够慢时,电极表⾯基本处于稳态,这时我们把电流随电压的响应称为稳态极化曲线,简称极化曲线,此时的电流为法拉第电流;当扫速较快时,电极表⾯处于暂态,我们将其称为伏安曲线,此时的电流包括法拉第和⾮法拉第电流。
这两者的响应是不同的(如图1),在电化学测试过程中有着不同的应⽤。
如果把伏安曲线的输⼊信号改成循环三⾓波,那么其响应就称为循环伏安曲线(如图2)。
得到的电流电压曲线包括两个分⽀,如果前半部分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,那么后半部分电位向阳极扫描时,还原产物⼜会重新再电极上氧化,产⽣氧化波。
循环伏安法定义原理参数设置
一、循环伏安法(Cyclic Voltam metry)一种常用的电化学研究方法。
该法控制电极电势以不同的速率,随时间以三角波形一次或多次反复扫描,电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应,并记录电流-电势曲线。
根据曲线形状可以判断电极反应的可逆程度,中间体、相界吸附或新相形成的可能性,以及偶联化学反应的性质等。
常用来测量电极反应参数,判断其控制步骤和反应机理,并观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应,及其性质如何。
对于一个新的电化学体系,首选的研究方法往往就是循环伏安法,可称之为―电化学的谱图‖。
本法除了使用汞电极外,还可以用铂、金、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。
1.基本原理如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上,得到的电流电压曲线包括两个分支,如果前半部分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,那么后半部分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。
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。
循环伏安法中电压扫描速度可从每秒种数毫伏到1伏。
工作电极可用悬汞电极,或铂、玻碳、石墨等固体电极。
2.循环伏安法的应用循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法,可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。
但该法很少用于定量分析。
(1)电极可逆性的判断循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极与阳极两个方向,因此从所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度。
若反应是可逆的,则曲线上下对称,若反应不可逆,则曲线上下不对称。
循环伏安法实验报告
循环伏安法实验报告在电化学研究中,循环伏安法是一种简单而又强大的研究方法。
通过循环伏安法,可以对电极可逆性进行判断:反应是可逆的,则曲线上下对称,若反应不可逆,则曲线上下不对称;判断电极反应机理的判断:如电极吸附现象、电化学反应过程中产物等;更重要的是,循环伏安法能够用于实验中的定量分析。
接下来,运用实验数据来答疑解惑。
通常我们选择铁氰化钾体系(Fe(CN)63-/4-)对电化学行为中的可逆过程进行研究,它的氧化与还原峰对称,两峰的电流值相等,两峰电位差理论值为0.059V。
通常电极表面的处理对该理论值有很大的影响,一般选择玻碳电极为工作电极、铂电极为对电极、饱和甘汞电极为参比电极。
选择Al2O3抛光粉将电极表面磨光,然后在抛光机上抛成镜面,最后分别在1:1乙醇、1:1HNO3和蒸馏水中超声波清洗15秒。
另外,溶液是否除氧,这个也是必须考虑的,我们选择通高纯N2除O2。
在电解池中放入5.00×10-4mol/LK3(内含0.20mol/L KNO3,作为支持电解质。
支持电解质的浓度实际上也对实验有影响,此处暂不考虑)。
插入工作电极、铂丝辅助电极和饱和甘汞电极。
设置电化学工作站中的参数,参数的设定需要不断的尝试,根据电化学工作站窗口显示的图形调节出合适的参数。
图一:K3Fe(CN)6溶液的循环伏安曲线图一的i-E曲线即为循环伏安图。
从循环伏安图中可以看出有两个峰电流和两个峰电位,阴极峰电流ipc,峰电位以Epc(jpc)表示;阳极峰电流ipa,峰电位以Epa表示。
ipc或ipa的下标的a代表anode,c代表cathode。
我们可知道,ΔEp=Epa-Epc=56/n(单位:mV)(n为反应过程中的得失电子数),ipc与ipa的比值越接近于1,则该体系的可逆程度就越高。
这是判断可逆体系的最直接的方法。
从电化学工作站的工作界面,可以得出氧化峰电位为Epa=227mV,峰电流为ipa=-1.91´10-6A;还原峰电位是Epc=170mV,峰电流是ipc=1.9´10-6A。
循环伏安法原理及结果分析
循环伏安法原理及结果分析循环伏安法(Cyclic Voltammetry,简称CV)是一种常用的电化学测试技术,广泛应用于材料科学、电化学、生物分析等领域。
本文将介绍循环伏安法的原理和结果分析。
一、循环伏安法原理循环伏安法通过在电化学系统中施加恒定电压,测量电流随时间的变化,从而获得电化学反应的动力学信息。
其原理基于伏安定律和法拉第定律。
伏安定律(Ohm's Law)描述了电压、电流和电阻之间的关系,即U = I * R。
根据伏安定律,当施加在电化学系统上的电势变化时,电化学反应导致的电流也会发生变化。
法拉第定律则是描述了电化学反应电流与反应物浓度之间的关系。
根据法拉第定律,当电化学反应进行时,电流的大小与反应物浓度成正比。
循环伏安法通过循环扫描电位来实现对电化学反应的观测。
其步骤包括:首先,以一定速率从初始电位变化至最大电位;然后,以相同的速率从最大电位回到初始电位;最后,以相同速率在这两个电位间进行循环。
在不同电位下测量的电流值可以描绘出循环伏安曲线。
二、循环伏安法结果分析1. 循环伏安曲线形状分析根据循环伏安曲线的形状,可以判断电化学反应的类型和反应程度。
典型的循环伏安曲线形状包括正向扫描、逆向扫描和氧化还原峰。
正向扫描对应于电化学氧化反应,逆向扫描对应于电化学还原反应。
氧化还原峰则是反应物被氧化和还原的过程。
2. 峰电位和峰电流分析峰电位是循环伏安曲线中峰值所对应的电位值,峰电流则是在峰电位处发生的电流峰值。
通过分析峰电位和峰电流的数值可以获得反应的动力学参数,如扩散系数、转变速率等。
峰电位的大小可以反映反应的可逆性,大于理论值时表明反应不可逆。
3. 转变速率常数和电荷转移系数分析转变速率常数(k0)与电极表面反应物的扩散速率和电荷传输速率密切相关,体现了反应过程的快慢。
电荷转移系数(α)则表示电化学反应中电荷转移的效率。
通过计算这两个参数,可以了解反应的速率控制步骤以及反应机理。
循环伏安法定义+原理+参数设置
一、循环伏安法(Cyclic Voltammetry)一种常用的电化学研究方法。
该法控制电极电势以不同的速率,随时间以三角波形一次或多次反复扫描,电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应,并记录电流-电势曲线。
根据曲线形状可以判断电极反应的可逆程度,中间体、相界吸附或新相形成的可能性,以及偶联化学反应的性质等。
常用来测量电极反应参数,判断其控制步骤和反应机理,并观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应,及其性质如何。
对于一个新的电化学体系,首选的研究方法往往就是循环伏安法,可称之为“电化学的谱图”。
本法除了使用汞电极外,还可以用铂、金、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。
1.基本原理如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上,得到的电流电压曲线包括两个分支,如果前半部分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,那么后半部分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。
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。
循环伏安法中电压扫描速度可从每秒种数毫伏到1伏。
工作电极可用悬汞电极,或铂、玻碳、石墨等固体电极。
2.循环伏安法的应用循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法,可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。
但该法很少用于定量分析。
(1)电极可逆性的判断循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极与阳极两个方向,因此从所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度。
若反应是可逆的,则曲线上下对称,若反应不可逆,则曲线上下不对称。
(2)电极反应机理的判断循环伏安法还可研究电极吸附现象、电化学反应产物、电化学—化学耦联反应等,对于有机物、金属有机化合物及生物物质的氧化还原机理研究很有用。
3、循环伏安法的用途(1)、判断电极表面微观反应过程(2)、判断电极反应的可逆性(3)、作为无机制备反应“摸条件”的手段(4)、为有机合成“摸条件”(5)、前置化学反应(CE)的循环伏安特征(6)、后置化学反应(EC)的循环伏安特征(7)、催化反应的循环伏安特征二、循环伏安法相关问题:1、利用循环伏安确定反应是否为可逆反应(一般这两个条件即可)①.氧化峰电流与还原峰电流之比的绝对值等于1.[有时对同一体系,扫描速率不同也会在一定程度上影响其可逆性的一般而言,扫描速度对峰电位没有影响,但扫描速率越大其电化学反应电流也就越大.]②.氧化峰与还原峰电位差约为59/n mV, n为电子转移量(温度一般是293K).[但是一般我们实验时候不是在这个温度下,因此用这个算是有误差的,一般保证其值在100mv以下都算合理的误差.]2、判断扩散反应或者是吸附反应:改变扫描速率,看峰电流是与扫描速率还是它的二次方根成正比。
循环伏安法原理及结果分析
循环伏安法原理及应用小结1 电化学原理1.1 电解池电解池是将电能转化为化学能的一个装置,由外加电源,电解质溶液,阴阳电极构成。
阴极:与电源负极相连的电极(得电子,发生还原反应)阳极:与电源正极相连的电极(失电子,发生氧化反应)电解池中,电流由阳极流向阴极。
1.2 循环伏安法1)若电极反应为O+e-→R,反应前溶液中只含有反应粒子O,且O、R在溶液均可溶,控制扫描起始电势从比体系标准平衡电势(φ平)正得多的起始电势(φi)处开始势作正向电扫描,电流响应曲线则如图0所示。
图0 CV扫描电流响应曲线2)当电极电势逐渐负移到(φ平)附近时,O开始在电极上还原,并有法拉第电流通过。
由于电势越来越负,电极表面反应物O的浓度逐渐下降,因此向电极表面的流量和电流就增加。
当O的表面浓度下降到近于零,电流也增加到最大值Ipc,然后电流逐渐下降。
当电势达到(φr)后,又改为反向扫描。
3)随着电极电势逐渐变正,电极附近可氧化的R粒子的浓度较大,在电势接近并通过(φ平)时,表面上的电化学平衡应当向着越来越有利于生成R的方向发展。
于是R开始被氧化,并且电流增大到峰值氧化电流Ipa,随后又由于R的显着消耗而引起电流衰降。
整个曲线称为“循环伏安曲线”1.3 经典三电极体系经典三电极体系由工作电极(WE)、对电极(CE)、参比电极(RE)组成。
在电化学测试过程中,始终以工作电极为研究电极。
其电路原理如图1,附CV图(图2):扫描范围-0.25-1V,扫描速度50mV/S,起始电位0V。
图1 原理图图2 CBZ的循环伏安扫描图图2所示CV扫描结果为研究电极上产生的电流随电位变化情况图。
1)横坐标Potential applied(电位)为图1中电压表所测,即Potential applied=P(WE)-P(RE)所有的电位数值都是相对于氢离子的电位值,规定在标准情况下,氢离子的电位为0。
当恒电位仪向工作电极提供负的电位时,其电源连接情况如图1所示,即工作电极与电源的负极相连,作为阴极工作发生还原反应;反之则作为阳极发生氧化反应。
循环伏安法原理
循环伏安法原理各位读友大家好,此文档由网络收集而来,欢迎您下载,谢谢循环伏安法定义+原理+参数设置一、循环伏安法(Cyclic V oltammetry)一种常用的电化学研究方法。
该法控制电极电势以不同的速率,随时间以三角波形一次或多次反复扫描,电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应,并记录电流-电势曲线。
根据曲线形状可以判断电极反应的可逆程度,中间体、相界吸附或新相形成的可能性,以及偶联化学反应的性质等。
常用来测量电极反应参数,判断其控制步骤和反应机理,并观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应,及其性质如何。
对于一个新的电化学体系,首选的研究方法往往就是循环伏安法,可称之为―电化学的谱图‖。
本法除了使用汞电极外,还可以用铂、金、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。
1.基本原理如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上,得到的电流电压曲线包括两个分支,如果前半部分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,那么后半部分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。
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。
循环伏安法中电压扫描速度可从每秒种数毫伏到1伏。
工作电极可用悬汞电极,或铂、玻碳、石墨等固体电极。
2.循环伏安法的应用循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法,可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。
但该法很少用于定量分析。
电极可逆性的判断循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极与阳极两个方向,因此从所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度。
若反应是可逆的,则曲线上下对称,若反应不可逆,则曲线上下不对称。
电极反应机理的判断循环伏安法还可研究电极吸附现象、电化学反应产物、电化学—化学耦联反应等,对于有机物、金属有机化合物及生物物质的氧化还原机理研究很有用。
循环伏安法——精选推荐
循环伏安法(Cyclic Voltammetry)1.基本原理如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上,得到的电流电压曲线包括两个分支,如果前半部分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,那么后半部分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。
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。
循环伏安法中电压扫描速度可从每秒种数毫伏到1伏。
工作电极可用悬汞电极,或铂、玻碳、石墨等固体电极。
2.循环伏安法的应用循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法,可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。
但该法很少用于定量分析。
(1)电极可逆性的判断循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极与阳极两个方向,因此从所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度。
若反应是可逆的,则曲线上下对称,若反应不可逆,则曲线上下不对称。
(2)电极反应机理的判断循环伏安法还可研究电极吸附现象、电化学反应产物、电化学—化学耦联反应等。
对于有机物、金属有机化合物及生物物质的氧化还原机理研究很有用。
原子荧光光谱法英文名称:Atomic Fluorescence Spectrometry;AFS原子荧光光谱法(AFS)是介于原子发射光谱(AES)和原子吸收光谱(AAS)之间的光谱分析技术。
它的基本原理是基态原子(一般蒸汽状态)吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态,而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。
说明:测量待测元素的原子蒸气在一定波长的辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的方法。
原子荧光的波长在紫外、可见光区。
气态自由原子吸收特征波长的辐射后,原子的外层电子从基态或低能态跃迁到高能态,约经10-8秒,又跃迁至基态或低能态,同时发射出荧光。
循环伏安法定义+原理+参数设置
一、循环伏安法(Cyclic Voltammetry)一种常用的电化学研究方法。
该法控制电极电势以不同的速率,随时间以三角波形一次或多次反复扫描,电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应,并记录电流-电势曲线。
根据曲线形状可以判断电极反应的可逆程度,中间体、相界吸附或新相形成的可能性,以及偶联化学反应的性质等。
常用来测量电极反应参数,判断其控制步骤和反应机理,并观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应,及其性质如何。
对于一个新的电化学体系,首选的研究方法往往就是循环伏安法,可称之为“电化学的谱图”。
本法除了使用汞电极外,还可以用铂、金、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。
1.基本原理如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上,得到的电流电压曲线包括两个分支,如果前半部分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,那么后半部分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。
如果电活性物质可逆性差,则氧化波及还原波的高度就不同,对称性也较差。
循环伏安法中电压扫描速度可从每秒种数毫伏到1伏。
工作电极可用悬汞电极,或铂、玻碳、石墨等固体电极。
2.循环伏安法的应用循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法,可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。
但该法很少用于定量分析。
(1)电极可逆性的判断循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极及阳极两个方向,因此从所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度。
若反应是可逆的,则曲线上下对称,若反应不可逆,则曲线上下不对称。
(2)电极反应机理的判断循环伏安法还可研究电极吸附现象、电化学反应产物、电化学—化学耦联反应等,对于有机物、金属有机化合物及生物物质的氧化还原机理研究很有用。
3、循环伏安法的用途(1)、判断电极表面微观反应过程(2)、判断电极反应的可逆性(3)、作为无机制备反应“摸条件”的手段(4)、为有机合成“摸条件”(5)、前置化学反应(CE)的循环伏安特征(6)、后置化学反应(EC)的循环伏安特征(7)、催化反应的循环伏安特征二、循环伏安法相关问题:1、利用循环伏安确定反应是否为可逆反应(一般这两个条件即可)①.氧化峰电流及还原峰电流之比的绝对值等于1.[有时对同一体系,扫描速率不同也会在一定程度上影响其可逆性的一般而言,扫描速度对峰电位没有影响,但扫描速率越大其电化学反应电流也就越大.]②.氧化峰及还原峰电位差约为59/n mV, n为电子转移量(温度一般是293K).[但是一般我们实验时候不是在这个温度下,因此用这个算是有误差的,一般保证其值在100mv以下都算合理的误差.]2、判断扩散反应或者是吸附反应:改变扫描速率,看峰电流是及扫描速率还是它的二次方根成正比。
循环伏安法定义+原理+参数设置
一、循环伏安法(Cyclic Voltammetry)一种常用的电化学研究方法。
该法控制电极电势以不同的速率,随时间以三角波形一次或多次反复扫描,电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应,并记录电流-电势曲线。
根据曲线形状可以判断电极反应的可逆程度,中间体、相界吸附或新相形成的可能性,以及偶联化学反应的性质等。
常用来测量电极反应参数,判断其控制步骤和反应机理,并观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应,及其性质如何。
对于一个新的电化学体系,首选的研究方法往往就是循环伏安法,可称之为“电化学的谱图”。
本法除了使用汞电极外,还可以用铂、金、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。
1.基本原理如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上,得到的电流电压曲线包括两个分支,如果前半部分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,那么后半部分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。
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。
循环伏安法中电压扫描速度可从每秒种数毫伏到1伏。
工作电极可用悬汞电极,或铂、玻碳、石墨等固体电极。
2.循环伏安法的应用循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法,可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。
但该法很少用于定量分析。
(1)电极可逆性的判断循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极与阳极两个方向,因此从所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度。
若反应是可逆的,则曲线上下对称,若反应不可逆,则曲线上下不对称。
(2)电极反应机理的判断循环伏安法还可研究电极吸附现象、电化学反应产物、电化学—化学耦联反应等,对于有机物、金属有机化合物及生物物质的氧化还原机理研究很有用。
3、循环伏安法的用途(1)、判断电极表面微观反应过程(2)、判断电极反应的可逆性(3)、作为无机制备反应“摸条件”的手段(4)、为有机合成“摸条件”(5)、前置化学反应(CE)的循环伏安特征(6)、后置化学反应(EC)的循环伏安特征(7)、催化反应的循环伏安特征二、循环伏安法相关问题:1、利用循环伏安确定反应是否为可逆反应(一般这两个条件即可)①.氧化峰电流与还原峰电流之比的绝对值等于1.[有时对同一体系,扫描速率不同也会在一定程度上影响其可逆性的一般而言,扫描速度对峰电位没有影响,但扫描速率越大其电化学反应电流也就越大.]②.氧化峰与还原峰电位差约为59/n mV, n为电子转移量(温度一般是293K).[但是一般我们实验时候不是在这个温度下,因此用这个算是有误差的,一般保证其值在100mv以下都算合理的误差.]2、判断扩散反应或者是吸附反应:改变扫描速率,看峰电流是与扫描速率还是它的二次方根成正比。
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循环伏安法中阳极峰电位为什么不是等于阴极峰电位
如题:循环伏安法中,阳极峰电位为什么不是等于阴极峰电位,或是说为什么会有0.056/n V的偏移。
小弟初来乍到,还请不吝指点一二啦!
回答:
1、首先,从线性扫描说起。
线性扫描的I-E曲线如下图1所示。
线性扫描峰电位和半波电位E(1/2)有如下关系:
对于电化学还原反应满足式(1):
Epc=E(1/2)-1.1RT/n F=E(1/2)-28.0/n(mV)
对于电化学氧化反应满足式(2):
Epa=E(1/2)+1.1RT/nF=E(1/2)+28.0/n(mV)
(这个公式在一般的电化学理论书本中的线性扫描部分都有。
如:胡会利《电化学测量方法》pp162)
2、循环伏安的扫描点事为三角波,一个循环可看作由一段正方向和一段负方向的线性扫描组成。
由式(1)和式(2)可得:
峰电位差=|Epc-Epa|=56.0/n(mV)
其曲线如图2所示。
希望小兵的回帖对你的理解有所帮助。
1 线性扫描的I-E曲线.jpg
2 循环伏安图.jpg。