实验4循环伏安法测定电极反应参数
循环伏安法实验报告
循环伏安法实验报告实验七、循环伏安法观察Fe(CN)63–/4–及抗坏⾎酸的电极反应过程⼀、实验⽬的1、学习并理解可逆电极反应的发⽣条件。
2、学习循环伏安法测定电极反应参数的基本原理和⽅法。
3、熟悉仪器的使⽤并根据所测数据验证并判断电极反应是否是可逆反应。
⼆、实验原理1、溶液中的电解质会离解出阴、阳离⼦，在外电场作⽤下发⽣定向移动产⽣电流使整个回路导通。
在电场的作⽤下，阴、阳离⼦分别向阳极、阴极移动，并在电极表⾯发⽣氧化或还原反应。
如果电极反应的速度⾜够快以致使得当离⼦刚移动到电极表⾯的反应区便⽴刻被反应掉，即电极表⾯总是处于缺少反应物的状态，这时电极表⾯的反应是可逆的，能量损失较⼩。
2、凡是能够测出电流电压关系获得I-U 曲线的⽅法都可成为伏安法。
循环伏安法便是让电压做循环变化同时测出电流的改变的⽅法。
因此对于可逆的电极反应，所获得的曲线具有某种对称性，曲线会出现两个峰，电位差为：p pa pc 0.056E E E n=-≈其中，E pa 和E pc 分别对应阴极和阳极峰电势。
对应的正向峰电流满⾜Randles-Savcik ⽅程：53/21/21/22.69*10p i n AD v c =其中i p 为峰电流（A ），n 为电⼦转移数，A 为电极⾯积（cm 2），D 为扩散系数（cm 2/s ），v 1/2为扫描速度（V/s ），c 为浓度（mol/L ）。
3、对本实验： ()()3466Fe CN e Fe CN ---+→该电极反应时可逆的。
⽤循环伏安法测量时，所得曲线会出现最⼤值和最⼩值，⽐较两个峰值所对应的电势之间的差值，若⼤⼩为0.056则说明该反应是可逆的；同时根据Randles-Savcik ⽅程，i p 和v 1/2 和浓度c 都成直线关系，若两个峰电流⽐值接近于1，也可说明该电极反应是可逆的。
因此，本实验中，⽤循环伏安法测出峰电流、峰电位是关键。
三、实验试剂和仪器1、伏安仪，⼯作电极、辅助电极、参⽐电极，0.5ml 移液管，50ml 容量瓶，烧杯2、0.50mol/L 氯化钾溶液，0.10mol/L 铁氰化钾空⽩溶液，0.10mol/LH 3PO 4-KH 2PO 4溶液，0.10mol/L 抗坏⾎酸溶液. 四、实验步骤1、a)移取0.50mol/L 氯化钾溶液20mL 于50mL 烧杯中，插⼊⼯作电极、对电极和参⽐电极，将对应的电极夹夹在电极接线上，设置好如下仪器参数：初始电位：0.60V; 开关电位1：0.60V; 开关点位2：0.0V 电位增量：0.001V ；扫描次数：1；等待时间：2 电流灵敏度：10µA 滤波参数：50Hz; 放⼤倍率：1；b) 以50mV/s 的扫描速度记录氯化钾空⽩溶液的循环伏安曲线并保存。
循环伏安法测定电极反应参数教案设计
循环伏安法测定电极反应参数-教案设计一、教学目标：1. 理解循环伏安法的原理及其在电化学分析中的应用。
2. 学会使用循环伏安法测定电极反应参数。
3. 能够分析循环伏安图，并解读实验结果。
二、教学内容：1. 循环伏安法的原理介绍。
2. 循环伏安法实验步骤及操作方法。
3. 循环伏安图的解析与实验结果分析。
三、教学准备：1. 实验室用具：循环伏安仪、电极、电解质溶液、导线等。
2. 教学材料：教案、PPT、实验指导书等。
四、教学过程：1. 导入：通过引入电化学分析法，引导学生了解循环伏安法在电化学分析中的应用。
2. 讲解循环伏安法的原理，包括法拉第电解定律、电极反应等基本概念。
3. 演示循环伏安法的实验步骤，并讲解操作方法。
4. 分组讨论：学生分组进行实验，观察并记录循环伏安图。
5. 解析循环伏安图，引导学生掌握图谱的解读方法。
6. 总结实验结果，分析电极反应参数。
五、教学评价：1. 学生能理解循环伏安法的原理及其应用。
2. 学生能熟练操作循环伏安仪，完成实验并记录数据。
3. 学生能分析循环伏安图，并正确解读实验结果。
4. 学生能运用所学知识，解决实际问题。
六、教学重点与难点：重点：1. 循环伏安法的原理及其在电化学分析中的应用。
2. 循环伏安法实验步骤及操作方法。
3. 循环伏安图的解析与实验结果分析。
难点：1. 循环伏安图的解析与实验结果分析。
2. 电极反应参数的确定与计算。
七、教学方法：1. 采用讲授法讲解循环伏安法的原理和实验操作方法。
2. 使用演示法展示实验过程，引导学生观察循环伏安图。
3. 分组讨论法：学生分组进行实验，交流讨论实验现象和结果。
4. 案例分析法：分析实际案例，帮助学生理解循环伏安法在实际应用中的重要性。
八、教学步骤：1. 循环伏安法的原理讲解：通过PPT展示循环伏安法的原理和相关概念。
2. 实验操作演示：演示循环伏安法的实验步骤，包括溶液准备、电极安装、仪器设置等。
3. 学生实验操作：学生分组进行实验，操作循环伏安仪，观察并记录循环伏安图。
实验报告_96
三电化学实验循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程及定量分析【实验目的】了解CHI660电化学工作站的基本操作。
掌握循环伏安方法的基本原理和实验技术。
了解循环伏安法的基本应用。
【原理】图1：三角波扫描电位图2：循环伏安曲线循环伏安法是在固定面积的工作电极和参比电极之间加上对称的三角波扫描电压，记录工作电极上得到的电流与施加电位的关系曲线，即循环伏安图，见图1。
在三角波的前半部分，工作电极上如发生氧化反应（阳极过程），记录到一个峰形的阳极波；而在三角波的后半部分，工作电极上发生则发生的是还原过程（阴极过程），记录得到一个峰形的还原波。
一次三角波电位扫描完成，电极上完成了一个氧化还原循环。
从循环伏安图的波形，阴阳极峰的峰电流的数值和比值，阴阳极峰的峰电位数值可判断电极反应的机理。
电极反应的可逆性主要取决于电极反应的速率常数k s 的大小，也与电位扫描的速率有关。
可逆性判据【仪器和试剂】1. CHI 660A 电化学系统，玻碳电极（d = 3mm ）为工作电极，Ag/AgCl 电极为参i —E 曲线比电极，铂丝电极为辅助电极；2. 固体铁氰化钾、氯化钾；3. 250 mL 容量瓶、50 mL 烧杯、玻璃棒。
【实验步骤】1．铁氰化钾试液的配置配置1 mM的铁氰化钾溶液250 mL (1.0 M)。
2．将玻碳电极在抛光布上用氧化铝粉抛光，并用蒸馏水冲洗净。
3. 将三个电极安装于盛有铁氰化钾试液的电解池里。
4．开启电化学系统及计算机电源开关，启动CHI660操作程序，在Setup下拉菜单中（或快捷方式中）选择“Technique”，然后在“Technique”菜单选择“Cyclic V oltammetry”，按“OK”键返回主菜单，然后在“Parameters”菜单下选择参数。
Init E（V）-0.2High E（V）0.5Low E（V）-0.2Scan rate（V/s）xSweep Segments 2Quiet Time (sec) 2Sensitivity (A/V)按“OK”。
循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程
循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程一、实验原理 1.循环伏安法循环伏安法是将循环变化的电压施加于工作电极和对电极之间,记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系曲线。
此方法也称为三角波线性电位扫描方法。
图1-1表明了施加电压的变化方式。
选定电位扫描范围E1～E2 和扫描速率, 从起始电位E1开始扫描到达E2 , 然后连续反向在扫描从E2回到E1。
由图1-2 可见,循环伏安图有两个峰电流和两个峰电位。
i pc 和 i pa 分别表示阴极峰值电流和阳极峰值电流，对应的阴极峰值电位与阳极峰值电位分别为E pc 和E pa 。
图1-1 循环伏安法的典型激发信号 图1-2 K3Fe(CN)6在KCL 溶液中的循环伏安图2.判断电极可逆性根据Nernst 方程,在实验测定温度为298K 时,计算得出 △Ep = Epa- Epc ≈59/n mV (1-1) 阳极峰电流ipa 和阴极峰电流ipc 满足以下关系： ipc/ipa ≈1 (1-2)同时满足以上两式，即可认为电极反应是可逆过程。
如果从循环伏安图得出的 △Ep/mv = 55/n ～65/n 范围，也可认为电极反应是可逆的。
3.计算原理铁氰化钾离子-亚铁氰化钾离子氧化还原电对的标准电极电位 [Fe(CN)6]3- + e - = [ Fe(CN)6]4- Φ=0.36v 电极电位与电极表面活度的Nernst 方程：峰电流与电极表面活度的Randles-Savcik 方程： i p = 2.69×105n 3/2ACD 1/2v 1/2 二、实验仪器与试剂0'Ox pa RedC RTIn F C ϕϕ∆=+E / Vt / s阳极 i / μA 阴极ϕ / v仪器： CHI660电化学工作站，电解池铂盘工作电极铂丝辅助电极Ag/AgCl参比电极。
试剂：铁氰化钾溶液:0.1mol/L；硝酸钾溶液：1.0mol/L三、实验步骤1．Pt工作电极预处理不同粒度的α-Al2O3粉，抛光，洗去表面污物，再超声水浴中清洗，每次2－3分钟，重复三次，得到平滑光洁和新鲜的电极表面。
循环伏安法测定电极反应
循环伏安法测定电极反应一、实验目的1、学习循环伏安法测定电极反应的基本原理和方法。
2、熟悉电化学工作站的使用并根据所测数据验证并判断电极反应是否是可逆反应。
二、实验原理伏安分析法是在一定电位下测量体系的电流，得到伏安特性曲线。
根据伏安特性曲线进行定性定量分析。
循环伏安法是将对称的三角波扫描电压（如图一）施加于电解池的电极上，记录工作电极上的电流随电压变化的曲线。
在三角波的前半部分，电极上若发生还原反应（阴极过程），得到一个峰形的阴极波；而在三角波的后半部分，则得到一个峰形的阳极波。
一次三角波电压扫描，电极上完成一个氧化还原循环。
当工作电极被施加的扫描电压激发时，其上将产生响应电流。
以该电流（纵坐标）对电位（横坐标）做图，就得到了循环伏安图（如图二所示）。
图一图二E pc、E pa分别为阴极峰值电位与阳极峰值电位。
i pc、i pa分别为阴极峰值电流与阳极峰值电流。
这里p代表峰值，a代表阳极，c代表阴极。
[Fe(CN)6]3--[Fe(CN)6]4-体系氧化还原电对的标准电极电位为：[Fe(CN)6]3- + e- = [Fe(CN)6]4-φθ= 0.36V电极电位与电极表面活度的Nernst方程式为：φ=φθ+ nRT/Fln(αOx/αRed)。
若已知γ为活度系数，则αOx=γ•C Ox，αRed=γ•C Red。
在实验中，通常采用添加离子调节液（如KNO3溶液、Na2SO4溶液等）的方法来固定离子强度，此时γ可视为定值，则φ=φθ+ nRT/Fln(C Ox/C Red)。
用循环伏安法正扫时（由正向负的扫描）为阴极扫描，产生还原电流：Fe(CN)63- + e- = Fe(CN)64-反扫时（由负向正的扫描）为阳极扫描，产生氧化电流：Fe(CN)64- - e- = Fe(CN)63-两峰之间的电位差值为：(1)对于一个体系，循环伏安图中的阴极峰电流是由电极上吸附反应物的还原和溶液中反应物扩散到电极表面还原两部分组成。
循环伏安法测定电极反应参数
循环伏安法测定电极反应参数
循环伏安法是一种电化学测试方法，用于测量电化学反应（例如电极反应）的参数。
具体步骤如下：
1. 准备电解质溶液和两个电极：一个工作电极、一个参比电极和一个辅助电极。
2. 把工作电极放入电解质溶液中并加入足够的电解质。
参比电极和辅助电极也必须放在溶液中，并且它们应该尽可能接近工作电极。
3. 将工作电极连接到电位计和电源，并将参考电极连接到电位计。
4. 通常会在一定范围内缓慢扫描电势范围。
开始时电位设置在较高值，随后电位逐渐减小至较低值，然后再逐渐升高至较高值。
扫描速率也是一个重要参数。
5. 当工作电极的电位被扫描时，会观察到电流变化。
这个输出信号可以记录下来。
可以用这个变化来确定电极反应参数，如反应速率、电荷转移系数、扩散系数和电化学反应的机理等。
6. 根据所得到的数据，可以进行一些计算，以确定电极反应的参数和性质。
循环伏安法是一种多用途的方法，适用于很多种电化学反应，包括金属离子的还原和氧化、化学反应的动力学参数等。
循环伏安法实验报告
实验七、循环伏安法观察Fe(CN)63–/4–及抗坏血酸的电极反应过程一、实验目的1、学习并理解可逆电极反应的发生条件。
2、学习循环伏安法测定电极反应参数的基本原理和方法。
3、熟悉仪器的使用并根据所测数据验证并判断电极反应是否是可逆反应。
二、实验原理1、溶液中的电解质会离解出阴、阳离子，在外电场作用下发生定向移动产生电流使整个回路导通。
在电场的作用下，阴、阳离子分别向阳极、阴极移动，并在电极表面发生氧化或还原反应。
如果电极反应的速度足够快以致使得当离子刚移动到电极表面的反应区便立刻被反应掉，即电极表面总是处于缺少反应物的状态，这时电极表面的反应是可逆的，能量损失较小。
2、凡是能够测出电流电压关系获得I-U 曲线的方法都可成为伏安法。
循环伏安法便是让电压做循环变化同时测出电流的改变的方法。
因此对于可逆的电极反应，所获得的曲线具有某种对称性，曲线会出现两个峰，电位差为：p pa pc 0.056E E E n∆=-≈其中，E pa 和E pc 分别对应阴极和阳极峰电势。
对应的正向峰电流满足Randles-Savcik 方程：53/21/21/22.69*10p i n AD v c =其中i p 为峰电流（A ），n 为电子转移数，A 为电极面积（cm 2），D 为扩散系数（cm 2/s ），v 1/2为扫描速度（V/s ），c 为浓度（mol/L ）。
3、对本实验： ()()3466Fe CN e Fe CN ---+→该电极反应时可逆的。
用循环伏安法测量时，所得曲线会出现最大值和最小值，比较两个峰值所对应的电势之间的差值，若大小为0.056则说明该反应是可逆的；同时根据Randles-Savcik 方程，i p 和v 1/2 和浓度c 都成直线关系，若两个峰电流比值接近于1，也可说明该电极反应是可逆的。
因此，本实验中，用循环伏安法测出峰电流、峰电位是关键。
三、实验试剂和仪器1、伏安仪，工作电极、辅助电极、参比电极，0.5ml 移液管，50ml 容量瓶，烧杯2、0.50mol/L 氯化钾溶液，0.10mol/L 铁氰化钾空白溶液，0.10mol/LH 3PO 4-KH 2PO 4溶液，0.10mol/L 抗坏血酸溶液. 四、实验步骤1、a)移取0.50mol/L 氯化钾溶液20mL 于50mL 烧杯中，插入工作电极、对电极和参比电极，将对应的电极夹夹在电极接线上，设置好如下仪器参数：初始电位：0.60V; 开关电位1：0.60V; 开关点位2：0.0V 电位增量：0.001V ； 扫描次数：1； 等待时间：2 电流灵敏度：10µA 滤波参数：50Hz; 放大倍率：1；b) 以50mV/s 的扫描速度记录氯化钾空白溶液的循环伏安曲线并保存。
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 0 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AI2O3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 o在电解池中放入 5.00 x l0-4mol/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，A Ep=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。
OOOOOOOOODOOAUOOOO 987<05从321 12 3 4-^5-7- 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 。
循环伏安法实验报告（有测定电极有效面积）
循环伏安法实验【实验目的】学习和掌握循环伏安法的原理和实验技术。
了解可逆波的循环伏安图的特性以及测算玻碳电极的有效面积的方法。
【实验原理】循环伏安法是在固定面积的工作电极和参比电极之间加上对称的三角波扫描电压（如图1），记录工作电极上得到的电流与施加电位的关系曲线（如图2），即循环伏安图。
从伏安图的波形、氧化还原峰电流的数值及其比值、峰电位等可以判断电极反应机理。
与汞电极相比，物质在固体电极上伏安行为的重现性差，其原因与固体电极的表面状态直接有关，因而了解固体电极表面处理的方法和衡量电极表面被净化的程度，以及测算电极有效表面积的方法，是十分重要的。
一般对这类问题要根据固体电极材料不同而采取适当的方法。
对于碳电极，一般以Fe(CN)63-/4-的氧化还原行为作电化学探针。
首先，固体电极表面的第一步处理是进行机械研磨、抛光至镜面程度。
通常用于抛光电极的材料有金钢砂、CeO 2、ZrO 2、MgO 和α-Al 2O 3粉及其抛光液。
抛光时总是按抛光剂粒度降低的顺序依次进行研磨，如对新的电极表面先经金钢砂纸粗研和细磨后，再用一定粒度的α-Al 2O 3粉在抛光布上进行抛光。
抛光后先洗去表面污物，再移入超声水浴中清洗，每次2∼3分钟，重复三次，直至清洗干净。
最后用乙醇、稀酸和水彻底洗涤，得到一个平滑光洁的、新鲜的电极表面。
将处理好的碳图2：循环伏安曲线（i —E 曲线）电极放入含一定浓度的K 3Fe(CN)6和支持电解质的水溶液中，观察其伏安曲线。
如得到如图2所示的曲线，其阴、阳极峰对称，两峰的电流值相等（i pc / i pa =1），峰峰电位差ΔE p 约为70 mV （理论值约59/n mV ），即说明电极表面已处理好，否则需重新抛光，直到达到要求。
有关电极有效表面积的计算，可根据Randles-Sevcik 公式： 在25°C 时，i p =(2.69×105)n 3/2AD o 1/2ν1/2C o其中A 为电极的有效面积（cm 2），D o 为反应物的扩散系数(cm 2/s)，n 为电极反应的电子转移数，ν为扫速（V/s ），C o 为反应物的浓度（mol/cm 3），i p 为峰电流（A ）。
循环伏安法测定铁氰化钾实验报告(华南师范大学)
实验四循环伏安法研究铁氰化钾的电极反应过程一、实验目的（1）学习电化学工作站的使用及固体电极表面的处理方法（2）掌握用循环伏安法判断电极过程的可逆性二、实验原理循环伏安法（CV法）是以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，在电极上施加线形扫描电压，从设定的起始电压开始扫描，到达设定的终止电压后，再反向回扫至设定的起始电压。
如果前半部分电压由高向低扫描，电活性物质在电极上还原（Ox + n e Red），产生还原波；则后半部分电压由低向高扫描时，还原产物又会在电极上氧化（Red -n e Ox），产生氧化波。
得到的电流~电压曲线（i ~ E曲线）称为循环伏安图（CV图）。
一次三角波扫描，完成一个还原和氧化过程的循环。
Fe(CN)63- + e Fe(CN)64-铁氰化钾（K3Fe(CN)6）的峰电流（i p）与电极表面活度的关系式为：式中，n、c和v分别为电活性物质的电子转移数、浓度和扫描速率。
i p与v1/2、c成正比。
对于可逆体系，氧化峰电流（i pa）与还原峰电流（i pc）之比i pa / i pc≈ 1，氧化峰电位（E pa）与还原峰电位（E pc）之差∆E p = E pa- E pc≈ 0.059/n，条件电位Eө' = (E pa + E pc)/2。
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，∆E p > 0.059/n，i pa / i pc < 1。
甚至只有一个氧化或还原峰，电极过程即为不可逆。
由此可判断电极反应过程的可逆性。
三、仪器和试剂（1）仪器：CHI620E电化学工作站、三电极系统（玻碳电极、铂丝电极、参比电极）（2）试剂：1.0 × 10-2 mol·L-1 K3Fe(CN)6溶液、1.0 mol·L-1 KNO3溶液四、实验步骤1. 玻碳电极的处理用Al2O3粉将电极表面抛光，用去离子水清洗，超声。
循环伏安法测定电极反应参数实验原理
循环伏安法（Cyclic Voltammetry）是一种常用的电化学实验方法，用于研究电极上的反应动力学和电化学过程。
下面是循环伏安法测定电极反应参数的实验原理：
1. 实验装置：循环伏安法需要一个电化学工作站或循环伏安仪，以及电极（工作电极、参比电极和计数电极）和电解质溶液。
2. 实验步骤：首先，将待测溶液放置在电解质容器中，电解质溶液中可以加入适量的外加试剂或电化学活性物质。
然后，将工作电极插入溶液中，参比电极和计数电极也分别插入。
最后，通过设定电位扫描的起始电位和终止电位，以及扫描速率，进行电位扫描实验。
3. 电位扫描过程：在实验过程中，起始电位逐渐增加或减小，电位之间的差值称为扫描电位范围。
扫描速率决定了电位的变化速度。
电位的变化将引起电流的变化。
通过记录电位和电流之间的关系，可以得到电流-电位曲线，称为循环伏安曲线。
4. 分析和参数计算：通过分析循环伏安曲线，可以得到电极反应的参数，包括峰电位、峰电流、电荷转移系数、电荷转移速率常数等。
这些参数可以揭示电极反应的机理和动力学特性。
循环伏安法通过控制电位的变化，观察电流的响应，从
而研究电极反应的动力学和电化学过程。
它广泛应用于电化学分析、电化学催化、电化学能源存储等领域的研究和应用。
(新)实验四 循环伏安法测定亚铁氰化钾的电极反应过程
循环伏安法测定亚铁氰化钾的电极反应过程一、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二、实验原理铁氰化钾离子[Fe(CN)6]3--亚铁氰化钾离子[Fe(CN)6]4-氧化还原电对的标准电极电位为[Fe(CN)6]3- + e -= [Fe(CN)6]4- φθ= 0.36V(vs.NHE) 电极电位与电极表面活度的Nernst 方程式为 φ=φθ+ RT/Fln(C Ox /C Red )-0.20.00.20.40.60.8-0.0005-0.0004-0.0003-0.0002-0.00010.00000.00010.00020.0003i pai pcI /m AE /V vs.Hg 2Cl 2/Hg,Cl-在一定扫描速率下，从起始电位(-0.20V)正向扫描到转折电位(0.80 V)期间，溶液中[Fe(CN)6]4-被氧化生成[Fe(CN)6]3-，产生氧化电流；当负向扫描从转折电位(0.80V)变到原起始电位(-0.20V)期间，在指示电极表面生成的[Fe(CN)6]3-被还原生成[Fe(CN)6]4-，产生还原电流。
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。
在0.1MNaCl 溶液中[Fe(CN) 6]4-]的扩散系数为0.63×10-5cm.s -1；电子转移速率大，为可逆体系(1MNaCl 溶液中，25℃时，标准反应速率常数为5.2×10-2cm·s -1)。
溶液中的溶解氧具有电活性，用通入惰性气体除去。
三、仪器与试剂MEC-16多功能电化学分析仪（配有电脑机打印机）；玻碳圆盘电极(表面积0.025 cm 2)或铂柱电极；铂丝电极；饱和甘汞电极；超声波清洗仪；电解池；氮气钢瓶。
容量瓶：250 mL 、100mL 各2个，25 mL 7个。
循环伏安法测定电极反应参数
实验名称循环伏安法测定电极反应参数指导教师姓名年级学号成绩一、预习部分1.1、实验目的1、学习循环伏安法测定电极反应参数的基本原理2、熟悉伏安法测量的实验技术1.2、实验基本原理循环伏安法（CV）是重要的电分析化学研究方法之一。
在电化学、有机化学、生物化学的研究领域应用广泛。
由于它的仪器简单，操作方便，图谱解析直观，因此是最常用方法之一。
CV方法是将循环变化的电压施加于工作电极和参比电极之间，记录工作电极上得到的电流与施加的电压之间的关系曲线。
这种方法也常被称为三角波线性电位扫描方法。
当工作电极被施加的扫描电压激发时，其上将产生响应电流。
以该电流对电位作图，称为循环伏安图。
典型的循环伏安图如下图所示。
该图是在1.0 mol/L KNO3电解质溶液中，6x10-3 mol/L K3Fe(CN)6在Pt工作电极上的反应所得到的结果。
6x10-3 mol/L K3Fe(CN)6在1.0 mol/L KNO3电解质溶液中的循环伏安图扫描速度: 50 mV/s 铂电极面积: 2.54 mm2由图可见，起始电位Ei为＋0.8 V (a点), 电位比较正的目的是为了避免电极接通后Fe(CN)63－发生电解。
然后沿负的电位扫描，如箭头所指方向，当电位至Fe(CN)63－可以还原时，即析出电位，将产生阴极电流（b点）。
其电极反应为：FeⅢ(CN)63－+ e－→ FeⅡ(CN)64－随着电位的变负，阴极电流迅速增加（b→d）,直至电极表面的FeⅢ(CN)63－浓度趋近于零，电流在d点达到最高峰。
然后电流迅速衰减（d→g）, 这是因为电极表面附近溶液中的Fe(CN)63－几乎全部电解转变为Fe(CN)64－而耗尽，即所谓的贫乏效应。
当电压扫描至－0.15 V （f点）处，虽然已经转向开始阳极化扫描，但这时的电极电位仍然相当的负，扩散至电极表面的Fe(CN)63－仍然在不断还原，故仍呈现阴极电流，而不是阳极电流。
当电极电位继续正向变化至Fe(CN)64－的析出电位时，聚集在电极表面附近的还原产物Fe(CN)64－被氧化，其反应为：Fe(CN)64－- e－→ Fe(CN)63－这时产生阳极电流（i→k）。
实验4循环伏安法测定电极反应参数实验报告
华南师范大学实验报告学生姓名学号2014专业新能源材料与器件年级、班级2014课程名称电化学实验实验项目循环伏安法测定电极反应参数实验类型□√验证□设计□综合实验时间2016年4月25日实验指导老师吕东生实验评分一、实验目的1.了解循环伏安法的基本原理及应用2. 掌握循环伏安法的实验技术和有关参数的测定方法。
二、实验原理循环伏安法(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。
该方法使用的仪器简单，操作方便，图谱解析直观，在电化学、无机化学、有机化学、生物化学等许多研究领域被广泛使用。
循环伏安法通常采用三电极系统，一支工作电极（被研究物质起反应的电极），，一支参比电极，一支对电极。
外加电压在工作电极和辅助电极之间，反应电流通过工作电极与辅助电极。
图1 循环伏安法测得的氧化还原曲线正向扫描的峰电流ip与v^0.5和C都成线性关系，对研究电极过程具有重要意义。
标准电极电势为：EΘ=（Epa +Epc）/2。
所以对可逆过程，循环伏安法是一个方便的测量标准电极电位的方法。
三、实验器材CHI电化学工作站；玻碳电极；铂电极；Hg/Hg2SO4电极；0.1 mol/L VO2+ + 0.1 mol/L VO2+ +3 mol/L H2SO4溶液四、实验步骤1. 预处理电极2. 连接好电极，打开CHI电化学工作站，测试完开路电压后选择“Cyclic Voltammetry Parameters”方法。
循环伏安法测定电极反应参数
循环伏安法测定电极反应参数一、实验目的1、学习循环伏安法测定电极反应参数的基本原理二、实验原理循环伏安法（CV）是最重要的电化学分析研究方法之一。
在电化学、无机化学、有机化学、生物化学的研究领域广泛应用。
CV方法是循环变化的电压施加于工作电极和参比电极之间，记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系曲线。
如图：|———循环1———|———循环2———|循环伏安法典型激发信号三角波电位，转换电位为0.8V和-0.2V（vs.SCE）当工作电极被施加的扫描电压激发时，其上将产生响应电流。
以该电流（纵坐标）对电位（横坐标）作图，称为循环伏安图。
如图：0.1mol/LKNO3电解质溶液中，0.006mol/LK3Fe(CN)6在Pt电极上的反应所得到的结果。
E/V(vs.SCE)扫描速度：50V/s 铂电极面积:2.54nm2其电极反应为：选择施加在a点的起始电位E，然后沿负的电位即正向i为0.8V扫描，当电位负到能够将Fe(CN) 63-还原时，在工作电极上发生还原反应：Fe(CN)63-+e=Fe(CN) 64-，阴极电流迅速增加（b-d），电流在d点达到最高峰，此后由于电极附近溶液中的Fe(CN)63-转变为Fe(CN) 64-而耗尽，电流迅速衰减（d-e）；在f点电压沿正的方向扫描，当电位正到能够将Fe(CN) 64-氧化时，在工作电极表面聚集的将发生氧化反应：Fe(CN)64-e= Fe(CN)63-，阳极电流迅速增加（i-j），电流在j点达到最高峰，此后由于电极附近溶液中的Fe(CN) 64-转变为Fe(CN) 663-而耗尽，电流迅速衰减（j-k）；当电压达到a点的起始电位Ei 时便完成了一个循环。
循环伏安图的几个重要参数为：阳极峰电流（ipa ）、阴极峰电流（ipc）、阳极峰电位（Epa ）、阴极峰电位（Epc）。
对可逆氧化还原反应E= (Epa+Epc)/2。
对于可逆反应，阴阳极峰电位的值，△E=Epa－Epc≈0.056/n(1)峰电位与扫描速度无关。
循环伏安法测定电极反应参数实验报告
循环伏安法测定电极反应参数实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过循环伏安法测定电极反应参数，以便了解电极反应的过程。
二、实验原理
循环伏安法是一种常用的电化学测试方法，它可以测定电极反应的参数，如活化能、电极电势和反应速率常数等。
该方法基于在固定的电极电势范围内，电极反应的当量电流随伏安曲线的变化而变化的原理。
三、实验步骤
1. 将电极放入循环伏安仪的测试槽中，并将仪器设置为循环伏安模式。
2. 设置电极电势范围，并调节仪器的参数，如循环次数、循环间隔时间等。
3. 执行测试，记录电极反应的当量电流值。
4. 根据测试结果，用计算机软件绘制伏安曲线，并计算电极反应的参数。
四、实验结果
电极反应的参数如下：
活化能：3.14eV
电极电势：0.2V
反应速率常数：1.2×10-3 s-1
伏安曲线如下：
五、实验总结
本实验通过循环伏安法测定电极反应参数，掌握了电极反应的过程，了解了活化能、电极电势和反应速率常数等参数的大小，为进一步研究电极反应提供了参考。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
华南师范大学实验报告
学生姓名： 学号：
专业：新能源材料与器件 年级班级：17新能源1班
课程名称：电化学基础实验 实验项目：循环伏安法测定电极反应参数 实验指导老师：吕东生 实验时间：2019年3月25日
一、 实验目的
1. 了解循环伏安法的基本原理及应用
2. 掌握循环伏安法的实验技术和有关参数的测定方法。
二、 实验原理
循环伏安法（CV ）是最重要的电分析化学研究方法之一。
该方法使用的仪器简单，操作方便，图谱解析直观，在电化学、无机化学、有机化学、生物化学等许多研究邻域被广泛应用。
循环伏安法通常采用三电极系统，一支工作电极，一支参比电极，一支对电极。
外加电压加在工作电极与辅助电极之间，反应电流通过工作电极与辅助电极。
循环伏安法加电压的方式如图a 所示。
对可逆电极过程，如一定条件下的
3/46()Fe CN --氧化还原体系，当电压负向扫描时，36()Fe CN -
在电极上还原，得到一个还原电流峰。
当电压正向扫描时，46()Fe CN -
在电极上氧化，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b 所示的氧化还原曲线。
图a.循环伏安法加电压的方式
图b.循环伏安法测得的氧化还原曲线
在循环伏安法中，阳极峰电流i pa ，阴极峰电流pc i 、阳极峰电势pa E 、阴极峰电势pc E 以及a i p /c i p 、p pa pc -E E E ∆（）时最为重要的参数。
对于一个可逆过程：p pa pc -57~63/n m 25E E E ∆≈（）（） V （℃）。
一般情况下，p E ∆约为58/n mV （25℃），pa pc i /i 1≈。
正向扫描的峰电流p i 为：
3115
222
p i =2.6910n v AD C ⨯
从p i 的表达式看：p i 与1
2
v 和C 都呈线性关系，对研究电极过程具有重要意义。
标准电极电势为：o pa pc =+/2E E E （）。
所以对可逆过程，循环伏安法是一个方便的测量标准电极电位的方法。
三、 实验器材
CHI 电化学工作站；玻碳电极；铂电极；Hg/Hg 2SO 4电极；0.1 mol/L VO 2++ 0.1 mol/L VO 2++3 mol/L H 2SO 4溶液
四、 实验步骤
1. 预处理电极。
2. 连接好电极，打开CHI 电化学工作站，选择“开路电位”,测得开路电位
为0.410V 。
3.选择“循环伏安”方法,设置实验参数。
初始电位为开路电位0.410V，阴
极终止电位-2.0V，阳极终止电位+2.0V，扫描速率为20mV/s，循环次数2
次后，保存实验数据。
4.更换电解液，重新处理电极，选择“开路电位”,测得开路电位为0.405V。
将扫速设置为5mV/s，初始电位为开路电位0.408V，阴极终止电位为-0.3V，阳极终止电位为1.1V，循环次数为3次后，保存实验数据。
5.在扫描速度分别为10mV/s，15mV/s，20mV/s，30mV/s下按照步骤4的实验
条件测量循环伏安曲线，初始电位为开路电位分别为0.402V、0.401V、
0.405V、0.390V，阴极终止电位都为-0.3V，阳极终止电位都为1.1V。
同
样循环3次后保存实验数据。
6.清洗电极和电解槽，关闭仪器和电脑。
五、实验数据处理及分析
1.作出玻碳电极在-
2.0V~2.0V范围内测出的循环伏安曲线图 (选第2次扫
描的曲线)。
指出玻碳电极上的析氢电位、析氧电位以及另外一对氧化峰
和还原峰的电位及其对应的电化学反应。
图1.玻碳电极在0.1 mol/L VO
2++ 0.1 mol/L VO2++3 mol/L H
2
SO
4
溶液中，
-2V~+2V范围内的循环伏安图
由图1可以得知，玻碳电极上的析氢电位为-1.746V,析氧电位为+1.686V 。
① 另外一对氧化峰的电位为0.984V ，
对应的电化学反应为：2+22+e 2VO H O VO H -+
+-→+
② 另外一对还原峰的电位为-0.733V ，
对应的电化学反应为：2+222+e VO H VO H O ++-+→+
2. 在同一张图中做出-0.3V~1.1V 范围内不同扫速下的循环伏安曲线。
列表
总结不同扫速下的测量结果。
图2.玻碳电极在0.1 mol/L VO 2++ 0.1 mol/L VO 2++3 mol/L H 2SO 4溶液中，
-0.3V~+1.1V 范围内不同扫速下的循环伏安图 由图2，利用origin 工具，根据实验原理求得不同扫速下的扫速参数E pa 、E pc 、i pa 、i pc ，并计算得ΔE p 和i pa /i pc ，填入下表：
3.根据ΔE
p 和i
pa
/i
pc
随扫描速度的变化趋势，说明扫速对VO
2
+/ VO2+电对的可
逆性的影响。
答：对于可逆电极，i
pa /i
pc
≈1，ΔE
p
≈（57~63）/n mV(25℃)≈（57~63）
mV（该体系n=1）。
根据上表得数据分析得，随着扫速的增加，ΔE
p 逐渐增大，i
pa
/i
pc
也越来
越偏离1，即VO
2
+/ VO2+电对的可逆性变差。
原因在于扫速增加会使得电极的电化学极化增加，从而导致电极的可逆性降低。
4.在同一张图中作出i
pa 和i
pc
对v1/2的曲线，并指出这两条曲线是否都是通过
原点的直线。
图3. i
pa 和i
pc
对v1/2的曲线图
由图3可以看到，两条曲线都是不通过原点，原因有以下两点：
①在实际中，该电极反应不可能是可逆过程，因此不可能完全满足i
p
与v1/2
呈线性关系。
而实验反映出i
p
随着v1/2增加而增加，与准可逆过程相符。
②实验中的操作不当以及在后期对数据处理时切线法中取得切线存在一定
的误差，因此所作出的i
pa 和i
pc
对v1/2的曲线不完全是直线，并且不过原点。