循环伏安法ppt课件

ip2.6 9150 n3/2D 1/2v1/2Ac
n为电子转移数；D为被测物质的扩散系数，v为扫描速度，A为电极面积，c为被 测物质的浓度
2. 峰电位方程式
RT
p
1/2
1.1
1 nF
+：氧化波 -：还原波
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三、应用
(一) 判断电极过程的可逆性
对于可逆的电极反应，循环伏安图的上下两条曲线是对称的，则：
c为不可逆，因为它只有一个还原峰，反方向扫描时虽然有连续的电流衰减但是没有 得到氧化峰， ipc与电压扫描速度√v成正比。当电压扫描速度明显增加时， φpc明 显变负 。
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(二)电极反应机理的研究
循环伏安法可用于电化学-化学偶联过程的研究，即在电极反应过程中还
伴随着化学反应的产生。
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解释对氨基苯酚的循环伏安图
图8-17
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(二)工作原理
1. 当三角波电压增加时，(即电位从正向负扫描时)溶液中氧化态电活性物质会 在电极上得到电子发生还原反应，产生还原峰。 O + ne- ⇌ R
2. 当逆向扫描时，在电极表面生成的还原性物质R又发生氧化反应，产生氧化 峰。 R ⇌ O + ne-
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(三)循环伏安图 图上部位，当电位从正向负扫描时，
NH2
NH
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O +NH4+
O
O
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O
NH O
OH
被还原成对苯二酚 解释:
+ 2H++ 2e-
NH2
O
OH
(2)此时，部分反应产物(对亚氨 基苯醌)由于不稳定，在电极表 面发生化学反应，生成苯醌。
O K
+ H3O+
峰5：同峰1
对苯二酚又氧 OH 化成苯醌
OH
O
+2H++ 2e-
O
NH
OH
(1)对氨基苯酚
O
此时溶液中含有:
的氧化峰
+ 2H++2e-
(2) 然后反向向阴极扫描，又出现 两个阴极峰2和3。
(1) 从起点S开始，电图位8-往19正方向进行阳极
扫描，得到阳极峰1。
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(3) 再进行一次阳极扫描，则又出现两 个阳极峰4和5，且峰5的电位值与峰1 相同。
对-亚氨基苯醌又 还原成对-氨基苯
酚
O + 2H++2e-
NH
OH 苯醌在较负的电位 O
峰电流： 峰电位：
ipa /ipc 1
峰电位之差满足此式，即电 极反应是可逆的。
RT
P
Pa
Pc
2.22 (mV) nF
25C时：P
56.5(mV) n
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b为部分可逆，它虽然也有还原电位峰和氧化电位峰，但是上下不对称，也不满足（3 ）、（4）两式,但是峰电流均与电压扫描速度√v成正比。峰电位随电压扫描速度的 增加而变化，阴极峰变负，阳极峰变正。
循环伏安法 （Cycle Voltammetry, CV）
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循环伏安法是最重要的电分析化学研究方法之一。在电化学、 无机化学、有机化学、生物化学等研究领域有着广泛的应用。用于 研究电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数等。循环伏安法 还可用于电化学-化学偶联过程的研究，即在电极反应过程中，还伴 随有其他化学反应的发生。
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一、循环伏安法
以快速线性扫描的形式施加三角波电压，一次三角波扫描完成一个还原过
程和氧化过程的循环，然后根据i—φ曲线进行分析的方法称为循环伏安法。
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(一) 基本装置
二、工作原理
同普通极谱法。 1. 三角波电压
将线性扫描电压施加到电极上，从起始电压 Ui开始沿某一方向扫描到终止电压Us后，再以同 样的速度反方向扫至起始电压，加压线路成等腰 三角形，完成一次循环。根据实际需要，可以进 行连续循环扫描。
电活性组分在电极上发生还原反应，产生 还原波，称为阴极支，其峰电流为ipc ， 峰电位为φpc 。
图下部位，当逆向扫描时，电极表面 的还原态物质发生氧化反应，产生氧化波， 称为阳极支，其峰电流为ipa ，峰电位为 φpa 。
图8-18
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(四)峰电流、峰电位方程式 1. 峰电流方程式——与单扫描极谱法相同