循环伏安法测定铁氰化钾

p11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT铁氰化钾在玻碳电极上的氧化还原p11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT实验目的学习固体电极表面的处理方法掌握电化学工作站的使用技术掌握循环伏安法的实验原理、实验参数的确定、实验数据的处理及分析判断电极反应的可逆性p11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT实验原理在一定扫描速率下从起始电位（+0.4V）正向扫描到转折电位（-0.6V）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（-0.6V）变到原起始电位（+0.4V）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。p11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT所得到的i-E曲线成为循环伏安图,由图可见，循环伏安图有两个峰电流和两个峰电位.阴极峰电流ipc，峰电位以Epc表示阳极峰电流ipa，峰电位以Epa表示重要参数:两个峰电位差Ep实验原理)25(6555℃～mVnEEEpcpapn59一般情下Ep约为mVp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT实验原理p11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT实验原理p11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT实验装置p11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT实验设备仪器电化学工作站；玻碳电极；Pt电极，饱和甘汞电极；电解池试剂0.01molL-1K3[Fe(CN)6]2.0molL-1KNO30.5molL-1H2SO4p11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT实验步骤p11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT实验步骤1.清洗玻璃仪器准备1个小烧杯和1个50mL容量瓶，清洗干净，蒸馏水冲洗2-3次,将小烧杯烘干放凉备用.2.系列标准溶液的配制分别取2.5浓度1.0×10-2mol/LK3[Fe(CN)6]标准溶液于50mL容量瓶中，再加入5mL浓度为2.0mol/LKNO3溶液,用蒸馏水稀释至刻度，摇匀.p11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT3.工作电极的预处理：用Al2O3粉末（粒径0.3µm）在湿的抛光布上抛光电极表面，再用蒸馏水冲洗干净,然后依次用丙酮、乙醇超声清洗10min，蒸馏水冲洗，最后用去离子水冲洗干净。置于0.5mol/LH2SO4溶液中，接通三电极系统，在-1.0—1.0V电位范围内，以1000mV/s的扫描速率进行循环扫描极化处理，至CV曲线稳定为止(约十周)。p11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT4.K3[Fe(CN)6]溶液的循环伏安曲线取一定量的测试液于电解池(50ml烧杯)中,插入三电极，连接电极连线。设置扫描参数：起始电位600mV，终止电位-200mV，扫描速度为20mV/s，取样间隔2mV，量程100mA，然后开始扫描.5.不同扫描速率K3[Fe(CN)6]溶液的循环伏安曲线在上述浓度的K3[Fe(CN)6]溶液中，分别以40mv/s、60mv/s、80mv/s、100mv/s，在+600mV－-200mV电位范围内扫描，分别记录不同扫描速率下溶液的循环伏安曲线。p11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT1.从循环伏安图上读取以下数据阴极:峰电流ipc，峰电位Epc阳极:峰电流ipa，峰电位Epa2.计算mVnEEEpcpap593.作图并验证以下公式图形解析021210235)1069.2(CvADnipp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT数据处理63)(CNFeKpaipcipaEpcE1．从溶液的环伏安图，测量的值，填下表。浓度(mol/L)扫速(mV/s)扫速开方(mV/s)(mA)(mA)(V)(V)paipcipaEpcEp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT2.分别以ipa和ipc对v1/2作图，说明扫描速率v对iP的影响。数据处理峰电流和扫描速度关系表v1/2Ipa/*e-6AIpc/*e-6A3.162-0.9011.0047.071-1.9122.05910-2.3762.51112.649-2.7012.73714.142-2.8962.96y=-0.1776x-0.4866R²=0.9704y=0.1714x+0.6424R²=0.952-4-3-2-1012340246810121416i/A√V峰电流与扫描速度关系图ipa*e-6/Aipc*e-6/A线性(ipa*e-6/A)线性(ipc*e-6/A)vp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT数据处理3.计算，值；说明在溶液中电极过程的可逆性。pcpaiipE63)(CNFeK判断电极反应可逆性可逆过程:不可逆体系：Ep59/n(mv),iPa/iPc1mVnEEEpcpap59并且p11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT注意事项3.每次扫描结束后，下次扫描前将溶液搅动,防止电极表面的累积效应.12p11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVhTcTabcdpp11h(,,)ApVT22h(,,)BpVT33C(,,)CpVT44C(,,)DpVTVVhTcTabcddδδUQWUQW1cal41840J.hchTTT思考题1．解释K3Fe(CN)6溶液的循环伏安图的形状。2．如何利用循环伏安法判断电极过程的可逆性？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。