循环伏安法测定铁氰化钾

仪器分析循环伏安法测定铁氰化钾（2005级化教3班周正40507130）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(COx/CRed)在一定扫描速率下，从起始电位（0.110V）正向扫描到转折电位（0.181V）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（0.181V）变到原起始电位（0.110V）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]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、仪器和药品LK98B型循环伏安仪，X-Y记录仪，银电极，铂丝电极，饱和甘汞电极，电解池，移液管等。0.10Mol*L-1K3[Fe(CN)6],1.00Mol*L-1NaCl四、实验步骤：（1）指示电极的预处理铂电极用Al2O3粉末（粒径0.05µm）将电极表面抛光，然后用蒸馏水清洗。（2）支持电解质的循环伏安图在电解池中放入30mL1,0mol•L-1NaCl溶液，插入电极，以新处理的铂电极为指示电极，铂丝电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，进行循环伏安仪设定，扫描速率为50mV/s;起始电位为-0.2V；终止电位为+0.8V。开始循环伏安扫描，记录循环伏安图。仪器分析（3）K3[Fe（CN）6]溶液的循环伏安图分别作加入0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL的K3[Fe（CN）6]溶液（均含支持电解质NaCl浓度为1.0mol•L-1）循环伏安图。（4）不同扫描速率K3[Fe（CN）6]溶液的循环伏安图在加入2.0mLK4[Fe（CN）6]溶液中，以10mV/s、100mV/s、150mV/s、200mV/s,在-0.2至+0.8V电位范围内扫描，分别记录循环伏安图。五、数据记录及处理1．所得的峰高和峰电流、峰电压如下：NaCl的量（mL）K3[Fe（CN）6]的加入量（mL）K3[Fe（CN）6]的浓度扫描速率（mV/s）氧化电压（V）氧化电流（uA）还原电压（V）还原电流（uA）△Φ（V）300050\\\\\300.50.0016500.22224.97450.291-25.18180.069301.00.0032500.21948.28970.293-49.17230.074301.50.0048500.21970.1370.292-68.51200.073302.00.0064500.21595.52870.293-95.48550.078302.00.0064100.21845.15210.290-44.87300.072302.00.00641000.215134.64200.291-136.09200.076302.00.00641500.209157.29310.299-159.08390.090302.00.00642000.204179.75350.299-177.32980.095２．分别以氧化电流和还原电流对K3[Fe（CN）6]溶液浓度作图仪器分析K3[Fe（CN）6]的浓度0.00160.00320.00480.0064氧化电流（uA）24.974548.289770.613795.5287还原电流（uA）-25.1818-49.1723-68.5120-95.4855ipc/ipa-0.9918-0.9821-1.8335-1.0004表105010015000.0020.0040.0060.0080.01浓度氧化电流（uA）系列1线性(系列1)图1-120-100-80-60-40-20000.0020.0040.0060.0080.01浓度还原电流（uA）系列1线性(系列1)图2由以上两张图可知峰电流与浓度成正比３.分别以ipa和ipc对v1/作图仪器分析V(mV/S)1050100150200V1/23.167.0710.0012.2514.14氧化电流（uA）45.152195.5287134.6420157.2931179.7535还原电流（uA）-44.8730-95.4855-136.0920-159.0839-177.3298ipc/ipa-1.0062-1.0045-0.9893-0.9887-1.0137表20501001502000246810121416扫描速率的1/2次方氧化电流(uA)系列1线性(系列1)图3-200-150-100-5000246810121416扫描速率的1/2次方还原电流(uA)系列1线性(系列1)图4由以上两张图可知：峰电流与扫描速率的1/2次方成正比仪器分析４．电解过程可逆性判断：由实验记录的△Φ值和表1和表2的ipc/ipa值可知该实验的电解过程是可逆的。５．实验总结：由以上数据处理可知：（1）电流与溶度成正比。（2）电流与扫描速率的1/2次方成正比。（3）实验的电解过程是可逆的。六、注意事项1、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。2、实验前电极表面要处理干净。3、实验前电极表面要处理干净并且扫描过程保持溶液静止。