铁氰化钾在玻碳电极上的氧化还原

铁氰化钾在玻碳电极上的氧化还原

一、实验目的。

（1）掌握循环伏安扫描法。

（2）学习测量峰电流和峰电位的方法。

（3）掌握受扩散控制电化学过程的判别方法。

二、实验原理

循环伏安法也是在电极上快速施加线性扫描电压，起始电压从Ei开始，沿某一方向变化，当达到某设定的终止电压Em后，再反向回扫至某设定的起始电压，形成一个三角波，电压扫描速率可以从每秒数毫伏到1V。

当溶液中存在氧化态物质Ox时，它在电极上可逆地还原生成还原态物质，即

Ox + ne → Red

反向回扫时，在电极表面生成的还原态Red则可逆地氧化成Ox，即

Red → Ox + ne

由此可得循环伏安法极化曲线。

在一定的溶液组成和实验条件下，峰电流与被测物质的浓度成正比。

从循环伏安法图中可以确定氧化峰峰电流Ipa、还原峰峰电流Ipc、氧化峰

峰电位φ

pa 和还原峰峰电位φ

pc

。

对于可逆体系，氧化峰峰电流与还原峰峰电流比为 Ipa/Ipc =1

25℃时，氧化峰峰电位与还原峰峰电位差为

△φ=φ

pa - φ

pc

≈58/n (mV)

条件电位为

φ。′=（φ

pa + φ

pc

）/2

由这些数值可判断一个电极过程的可逆性。

三、仪器与试剂

仪器 1，电化学分析仪；

的惰性电极，具有导电性好，硬度高，光洁度高，氢过电位高，极化范围宽，化学性稳定，可作为惰性电极直接用于

阳极溶出，阴极和变价离子的伏安测定，还可以作化学修饰电极）、Ag/AgCl电极、铂电极

3. 铁氰化钾标准溶液(50mM)

4．氯化钾溶液(0.5M)

四、实验步骤

1.溶液的配置

1)铁氰化钾标准溶液（50mmol/L）50mL容量瓶中。

2)配置1、2、5、10mM 一系列浓度的溶液。（分别移取0.5，1.0，2 .5，5.0mL

的铁氰化钾标准溶液于25mL的容量瓶中加入5mL的KCl溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀备用。）

2．体系换成浓度工作电极的预处理

O3粉末在湿的抛光布上抛光玻碳电极表面，在用蒸馏水冲洗干净.

用Al

2

3．调试

（１）打开仪器，电脑，准备好玻璃电极，Ag/AgCl电极，和铂电极并清洗干净。（２）双击桌面上的VaLab图标

4. 选择实验方法：循环伏安法

设置参数：

低电位: -100mv ; 高电位：800 mv

初始电位：-100mv; 扫描速度：50mv/s; 取样间隔： 2mv；静止时间：1S; 扫描次数：1；

5. 开始扫描：点击绿色的“三角形”。

6.将上述体系改变扫描速度分别为10mv/s、20mv/s、40mv/s、80mv/s、160mv/s，其他条件不变，作不同速度下的铁氰化钾溶液的循环伏安曲线

7.在同一扫速下扫不同浓度的铁氰化钾溶液的循环伏安曲线。

五、数据记录与处理

1. 峰值电流与扫描速度的二分之一次方的曲线。

2.峰电流对不同浓度下峰电流的曲线。

六结果与讨论

1实验时为什么要保持溶液静止？

为了使液相传质过程只受扩散控制

2为什么要抛光电极的表面？

在使用任何固体电极之前都必须清洁其表面，以便清除表面上玷污或吸附杂质造成的污染。正如大多数金属材料电极表面易生成氧化层一样，碳电极表面发生氧化后，会产生各种含氧基团（如醇、酚、羧基、酮醌和酸酐等），从而使电极的重现性、稳定性变差，灵敏度下降，失去应有的选择性。实验时，将直径为3mm的玻碳电极先用金相砂纸(1#～7#)逐级抛光，再依次用1.0、0.3μm的Al2O3浆在麂皮上抛光至镜面，每次抛光后先洗去表面污物，再移入超声水浴中清洗，每次2~3min，重复三次，最后依次用1:1乙醇、1:1HNO3和蒸馏水超

声清洗。彻底洗涤后，电极要在0.5-1mol/L H2SO4溶液中用循环伏安法活化，扫描范围1.0～－1.0V，反复扫描直至达到稳定的循环伏安图为止。最后在0.20mol/LKNO3中记录1×10-3mol/L K3Fe(CN)6溶液的循环伏安曲线，以测试电极性能,扫描速度50 mV/s，扫描范围0.6 ~－0.1V。实验室条件下所得循环伏安图中的峰电位差在80mV以下，并尽可能接近64mV，电极方可使用,否则要重新处理电极，直到符合要求。