循环伏安法测定铁氰化钾实验讲义

循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程

[实验目的]

1) 学习固体电极表面的处理方法。 2) 掌握循环伏安仪的使用技术。

3) 了解扫描速率和浓度对循环伏安图的影响。 [实验原理]

铁氰化钾离子-亚铁氰化钾离子：])([])([6463CN Fe K CN Fe K ⇔ 氧化还原电对的标准电极电位：

V 36.00=ϕ 峰电流方程：

循环伏安法

在一定扫描速率下，从起始电位（+0.8V ）正向扫描到转折电位（-0.2 V ）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（-0.2 V ）变到原起始电位（+0.8 V ）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。

53/21/21/2

p

2.6910i n ACD v =⨯

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。

实验前电极表面要处理干净。

在0.10 mol.L -1 NaCl 溶液中[Fe(CN)6]的扩散系数为0.63×10-5 cm.s -1；电子转移速率大，为可逆体系（1.0 mol.L -1 NaCl 溶液中，25℃时，标准反应速率常数为5.2×10-2 cm ·s -1）。 [注意事项和问题]

1.实验前电极表面要处理干净。

2. 扫描过程保持溶液静止。

3. 若实验中测得的条件电极电位和与文献值有差异，说明其原因。

i —E

曲线

循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程

[实验步骤]

1. 指示电极的预处理

铂电极用Al 2O 3粉末（粒径0.05 µm）将电极表面抛光，然后用蒸馏水超声清洗3min.。 2.配制溶液

配制2⨯10-2、2⨯10-3 、8⨯10-4、2⨯10-4 mol ·L -1的K 3[Fe(CN)6]溶液。 3. 不同扫描速率K 3[Fe(CN)6]溶液的循环伏安图

先对10-3mol·L -1K 3 [Fe(CN)6]溶液（含支持电解质KNO 3浓度为0.50 mol·L -1, 通氮气除氧5min ）以20mV/s 在+0.8至-0.2V 电位范围内扫描循环伏安图。

再对上述溶液以10、40、60、80、100、200mV/s ，在+0.8至-0.2V 电位范围内扫描，分别记录循环伏安图。

4. 不同浓度K 3[Fe(CN)6]溶液的循环伏安图

在10-4、4⨯10-4、10-2 mol·L -1 K 3[Fe(CN)6]溶液（均含支持电解质KNO 3浓度为0.50 mol·L -1, 通氮气除氧5min ）中，以20mV/s ，在-0.2至+0.8V 电位范围内扫描，分别记录循环伏安图。

[数据处理]

1) 从循环伏安图上读取以下数据:

2

)

(0pa pc pa

pc pa

pc

i i ϕϕϕϕϕ+=

'

2) 计算：

n

i i p p pc

pa

056

.01

c a =

-=∆≈ϕϕϕ

3) 作图并验证一下公式：

2

1ν

∝∝p p i C i

4) 说明K 3[Fe(CN)6]在KCl 溶液中电极过程的可逆性。