多种电化学方法研究可逆电极体系.

多种电化学方法研究可逆电极体系---铁氰化钾/亚铁氰化钾目录三组分溶液12模拟电解池和电容3二组分溶液交流阻抗法实验电路图一、三组分溶液结果及分析1.浓溶液（1）使用Z-view软件拟合实验获得的Nyquist,求得Ru、Cd和Rct三个参数，求出交换电流密度。Z-view模拟图复平面图相图模图R1R2CPE1C1ElementFreedomValueErrorError%R1Free(+)2.60.0115640.44477R2Free(+)0.90380.0226272.5035CPE1-TFree(+)0.109250.00142211.3017CPE1-PFree(+)0.397310.0056181.414C1Free(+)0.000108193.5308E-063.2635Chi-Squared:0.00065659WeightedSumofSquares:0.058437DataFile:C:\Users\Administrator\Desktop\大二下课程\电化学测量\实验\游欢欢\浓溶液\交流阻抗.txtCircuitModelFile:Mode:RunFitting/AllDataPoints(1-47)MaximumIterations:100OptimizationIterations:0TypeofFitting:ComplexTypeofWeighting:Calc-ModulusRuRctCdW2.6Ω0.9038Ω1.0819×10-4F0.50656Ω2.稀溶液（1）使用Z-view软件拟合实验获得的Nyquist,求得Ru、Cd和Rct三个参数，求出交换电流密度。Z-view模拟图R1R2CPE1C1ElementFreedomValueErrorError%R1Free(+)1.6620.010860.65343R2Free(+)3.0140.0909853.0187CPE1-TFree(+)0.0282450.000425271.5056CPE1-PFree(+)0.418030.00624491.4939C1Free(+)0.000104721.497E-061.4295Chi-Squared:0.00086024WeightedSumofSquares:0.073121DataFile:C:\Users\Administrator\Desktop\大二下课程\电化学测量\实验\游欢欢\稀溶液\稀交流阻抗.txtCircuitModelFile:Mode:RunFitting/AllDataPoints(1-45)MaximumIterations:100OptimizationIterations:0TypeofFitting:ComplexTypeofWeighting:Calc-ModulusRuRctCdW1.662Ω3.014Ω1.0472×10-4F0.446275Ω浓溶液和稀溶液复平面叠加图参数稀溶液测量参数为：初始电压E(V)=0.083；终止电压E(V)=0.383；扫描段数=1；终止电位处保持时间(sec)=0；扫描速度(V/s)=0.0005；静置时间(sec)=40浓溶液测量参数为：初始电压E(V)=0.082；终止电压E(V)=0.382；扫描段数=1；终止电位处保持时间(sec)=0；扫描速度(V/s)=0.0005；静置时间(sec)=30极化曲线法电极：铂电极溶液：0.005M(铁氰化钾+亚铁氰化钾）+1MKCl的稀溶液和0.02M(铁氰化钾+亚铁氰化钾）+1MKCl的浓溶液仪器：CHI660A电化学工作站结果及分析计算（以稀溶液为例）稀溶液：由交流阻抗法可知，Rct=3.014Ω，由公式得交换电流密度0ct1inFRTR230/1052.8014.3196500115.298314.811jcmARctnFRTA平台处对应纵坐标logid=-3.986，则极限扩散电流密度24/10033.1jcmAd比较可知：d0j＞j，符合浓差极化动力学规律。0djCnFD根据公式，其中jd=1.033×10-4A/cm2，n电子转移数为1，F为法拉第常数，D扩散系数为10-5cm2/s，Co为0.005mol/dm3，为扩散层厚度，求得为扩散层厚度δ：cmjnFDCd0467.010033.110005.0109650014350浓溶液稀溶液Ru(Ω)2.61.662Rct(Ω)0.9043.014Cd(F)W(Ω）0.50660.4463jd（A/cm²）δ（cm）0.04380.0467三组分溶液相关计算结果循环伏安曲线法方法及结果分析1.灵敏度分析下图为0.02M铁氰化钾+1M氯化钾溶液在不同灵敏度下测得的循环伏安曲线及局部放大图。仪器：上海辰华仪器公司CHI660电化学工作站二、二组分溶液2.循环伏安曲线分析下图为0.02M铁氰化钾+1M氯化钾溶液在不同灵扫速下测得的循环伏安曲线。仪器：上海辰华仪器公司CHI660电化学工作站峰值电流、电位数据表扫速(mV/s)Epa(V)Epc(V)ipa(mA)ipc(mA)△Ep(V)Iipa/ipcI状态0.010.2610.194-1.5571.5810.0670.985准可逆0.050.2650.189-3.2273.2900.0760.981准可逆0.50.2810.173-8.6248.9970.1080.959准可逆可以看出，随着扫描速度的增大，峰值电流绝对值增大，峰值电位向扫描方向移动，△Ep增大。三、模拟电解池和纯电容的测试电路实物示意图1.模拟电解池开路电位-时间精确到毫伏，可以得出开路电压V=0伏。扫速为0.05V/s的循环伏安曲线Cd=Δi/2v=8×10-4FRct=ΔE/（ib-ia’)=7.16Ω实际Rct=6.5Ω相对误差=(7.16-6.5)/6.5=10.2%扫速为0.5V/s的循环伏安曲线Cd=Δi/2v=3×10-5FRct=ΔE/（ib-ia’)=7.17Ω实际Rct=6.5Ω相对误差=(7.17-6.5)/6.5=10.3%扫速为0.05V/s和扫速为0.5V/s的循环伏安曲线塔菲尔图如图所示，由极化曲线特征可知道，极化类型为电阻极化。求得曲线斜率=0.142，则电阻Ru+Rct=1/0.142=7.03Ω实际Ru+Rct=7.5Ω，相对误差=|(7.03-7.5)|/7.5=6.3%1.模拟纯电容开路电位-时间精确到毫伏，可以得出开路电压V=0伏。纯电容循环伏安法由图量出电流突跃值Δi=5.172×10-6A则Cd=Δi/2v=5.172×10-6F实际电容Cd=5×10-6F相对误差=（5.172×10-6-5×10-6）/5×10-6=3.4%塔菲尔图通过对比，可以看出，纯电容的电流i近似等于零。纯电容交流阻抗谱法