循环伏安法判断铁氰化钾的电极反应过程.docx

循环伏安法判断铁氰化钾的电极反应过程.docx循环伏安法判断铁氰化钾的电极反应过程
一、目的要求
1．掌握用循环伏安法判断电极反应过程的可逆性
2．学会使用电化学工作站
3．学会测量峰电流和峰电位，培养学生的动手操作能力及分析问题解决问题能力
二、实验用品
：电化学工作站，三电极系统（两支铂电极，一支甘汞电极） ，电解杯数只
：铁氰化钾标准溶液（ ×10-3 mol/L ， ×10-5、 ×10-4、 ×10-3、 ×10-2
含 KCl 溶液 mol/L ），三、实验原理
电化学工作站（ Electrochemical workstation ）是电化学测量系统的简称，是电化学
研究和教学常用的测量设备。将这种测量系统组成一台整机，内含快速数字信号发生
器、高速数据采集系统、电位电流信号滤波器、多级信号增益、 IR 降补偿电路以及恒
电位仪、恒电流仪。
可直接用于超微电极上的稳态电流测量。如果与微电流放大器及屏蔽箱连接，可
测量 1pA 或更低的电流。如果与大电流放大器连接，电流范围可拓宽为 ±2A 。动态范
围极为宽广。可进行循环伏安法、交流阻抗法、交流伏安法等测量。
循环伏安法是用途最广泛的研究电活性物质的电化学分析方法，在电化学、无机化学、
有机化学、生物化学等领域得到了广泛的应用。由于它能在很宽的电位范围内迅速观察研究
对象的氧化还原行为，因此电化学研究中常常首先进行的是循环伏安行为研究。
循环伏安是在工作电极上施加一个线性变化的循环电压， 记录工作电极上得到的电流与
施加电压的关系曲线，对溶液中的电活性物质进行分析。
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
Fe(CN)6
4
e
0
( )
选择施加在起始点的起始电位，沿负的电位正向扫描，当电位
负到能够将 O（[Fe(CN)6 ]3- ）还原时，在工作电极上发生还原反应：
O+ Ze = R，阴极电流迅速增加，电流达到最高峰，此后由于电极附
近溶液中的 O（[Fe(CN)6 ]3- ）转变为 R（[Fe(CN)6] 4-）而耗尽，电流
迅速衰减；电压沿正的方向扫描，当电位正到能够将 R（ [Fe(CN)6] 4-）
氧化时，在工作电极表面聚集的 R 将发生氧化反应： R= O+Ze，阳极电流迅速增加，电流达
到最高峰，此后由于电极附近溶液中的 R 转变为 O（[Fe(CN) 6] 3-）而耗尽，电流迅速衰减；
当电压达到的起始电位时便完成了一个循环。
重要参数为： 阳极峰电流（i pa）、阴极峰电流（ipc）、阳极峰电位（φpa）、阴极峰电位（φpc）。
对于可逆反应，阴阳极峰电位的差值，即 △φ=φpa－ φpc ≈ mv，i pa ≈ipc 峰电位与扫描
速度无关。
峰电流 ip＝ ×105n3/2AD 1/2V1/2C，ip 为峰电流（ A ），n 为电子转移数，A 为电极面积（ cm2），
为扩散