循环伏安法.doc

循环伏安法实验循环伏安法一实验目的,1(掌握循环伏安法的基本原理和测量技术。,2(通过对体系的循环伏安测量,了解如何根据峰电流、峰电势及峰电势差和扫描速度之间的函数关系来判断电极反应可逆性,以及求算有关的热力学参数和动力学参数。二实验原理循环伏安法是指在电极上施加一个线性扫描电压,以恒定的变化速度扫描,当达到某设定的终止电位时,再反向回归至某一设定的起始电位,循环伏安法电位与时间的关系为(见图a)图a图b,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0液均可溶,控制扫描起始电势从比体系标准平衡电势正得多的起始电,平势,处开始势作正向电扫描,电流响应曲线则如图b所示。i0,当电极电势逐渐负移到附近时,O开始在电极上还原,并有法拉第电,平流通过。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1也增加到最大值I,然后电流逐渐下降。当电势达到,后,又改为反向pcr扫描。,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0,接近并通过时,表面上的电化学平衡应当向着越来越有利于生成R平的方向发展。于是R开始被氧化,并且电流增大到峰值氧化电流I,随pa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”。,根据循环伏安曲线图中峰电流I、峰电势及峰电势差,和扫描速率之间p的关系,可以判断电极反应的可逆性。当电极反应完全可逆时,在25?下,这些参数的定量表达式有:53/21/21/2-2(1)I,×10nDυ(A?cm)[1]pc01/2即I与反应物O的本体浓度成正比,与υ成正比。其中:D为O的pcO2-1-3,1扩散系数(cm•s),C为O的本体浓度(mol•dm),υ为扫描速率(V•s)。(2)?Ipc?,?Ipa?,即?Ipc/Ipa?,1,并与电势扫描速度υ无关。(3)Δ,,59/n(mV),并,,,与扫描速度υ和无关,为一定值。ppcpa其中(2)与(3)是扩散传质步骤控制的可逆体系循环伏安曲线的重要特征,是检测可逆电极反应的最有用的判据。三仪器和药品CHI660A电化学工作站1台;电解池1个;Pt盘电极(研究电极)、Pt片电极(辅助电极)、饱和甘汞电极(参比电极)各1支。)溶36液。:(1)打开CHI660A工作站的窗口。-3-2(2)在1mol•dmHSO溶液中,•cm24电流密度进行电解,每隔30s变换一次电极的极性,如此反复10次,使电极表面活化,然后取出用蒸馏水冲洗干净,用滤纸擦干。2(循环伏安扫描:2(1)将三电极分别插入电极夹的三个小孔中,使电极浸入电解质溶液中。将CHI工作站的绿色夹头夹Pt盘电极,红色夹头夹Pt丝电极,白色夹头夹参比电极。(2)点击“T”(Technique)选中对话框中“CyclicVoltammetry”实验技术,点击“OK”。点击“?”(parameters)选择参数,“InitE”,