铁氰根离子在Pt,GC,Ti上循环伏安行为.docxVIP

实验名称：Fe(CN)63-/4-在Pt，GC，Ti上的循环伏安行为一、实验目的1.掌握循环伏安法的实验技术。2.学会分析影响电对化学行为的因素3.掌握利用循环伏安法判断电极的可逆性二、实验原理1.活性物质在不同电势下的氧化还原反应Fe(CN)63-+ e →Fe(CN)64-在一定扫描速率下，从起始电位（-0.1V）正向扫描到转折电位（+0.6V）期间，溶液中Fe(CN)64-被氧化生成Fe(CN)63-，产生氧化电流；当负向扫描从转折电位（+0.6V）变到原起始电位（-0.1V）期间，在指示电极表面生成的Fe(CN)63-被还原生成Fe(CN)64-产生还原电流。为了使液相传质过程只受扩散控制，①应加入电解质（1mol/L的KCl）,一方面作为支持盐，一方面增加溶液的导电性。②使溶液处于静止下进行电解，如果搅拌的话，会增加溶液的对流行为，从而减小浓差极化，整个电极反应过程受电极反应速率控制，此时电极反应为不可逆电极反应，若不搅拌，则浓差极化很大，反应物和产物的扩散速率最慢，整个电极反应受扩散速率控制，为可逆反应。铁氰化钾体系(Fe(CN)63-/4-)在中性水溶液中的电化学反应是一个可逆过程。并且由于该体系的稳定，电化学工作者常用此体系作为电极探针，用于鉴别电极的优劣。2.影响循环伏安曲线的因素：扫描速度，离子浓度，电极材料，电压扫描范围。3.电极的可逆性判断。峰电流ip=Kn3/2D1/2m2/3t2/3v1/2c，（v扫描速度，t为电流峰出现的时间，D为扩散系数，c为被测物质的浓度，n为电子转移个数，K为峰电流系数），对于可逆体系，氧化峰电流与还原峰电流比：ipa/ipc≈1；并且，氧化峰还原峰电位差：Δ≈59/n（mv）；由此判断电极的可逆性。4计算与处理先以小组为单位将原始数据分组取平均值，将一个扫速下三次去后两次比较接近的循环伏安图取平均得到每个扫速下仅一圈的平均循环伏安数据，导入Origin中作出平均伏安曲线图，然后对曲线做切线得到峰电流值。而数据则采用原始数据取平均值的方法，这样作使实验结果更为准确，减少了处理过程导致的误差。此后，再列一总表对氧化峰电流与还原峰电流作比较(||),ipa与ipc均为平均值，此结果越接近于1，则电极可逆程度越高。并且比较峰峰电势差Δ与59/n作比较，越接近于（电子转移数n=1）59mv，则电极过程越可逆。同时就可逆性比较好的Pt作出峰电流ip与扫描速度v的函数关系图。最后，再通过峰电流理想公式，推算出理论可逆峰电流值，推导出扩散系数，从而解释现象。三、实验技术1.仪器与试剂：Instrument Model： CHI604DTechnology：循环伏安法试剂：1mol/L的KCl，210-3mol/L的Fe(CN)63-/4-。2.实验步骤：①分别配置上述两种试剂，称取18.637g KCl，164.3mgK3(Fe(CN)63-)211.3mg?K4(Fe(CN)64-)，溶解于250ml溶液中，分配为两组使用。②用打磨各个电极端面，除掉杂质，使其平整。③装好电化学工作站，绿色导线连工作电极，红色导线连工作电极，白色导线连工作电极。④实验完毕后，清洗电极，收拾清理实验桌。3.参数设置MaterialHighE(V)LowE(V)scan rateSensitivitySegmentSample IntervalQuiet TimePt (未抛光)0.6–0.10.021e-660.00120.051e-50.11e-5Pt0.6–0.10.021e-560.00120.6–0.10.051e-50.6–0.10.11e-50.6–0.10.21e-50.6–0.10.51e-50.65–0.11.01e-5GC0.6–0.10.021e-560.00120.6–0.10.051e-50.6–0.10.11e-50.6–0.10.21e-50.65–0.10.51e-50.65–0.11.01e-4Ti0.6–0.10.021e-660.00120.6–0.10.051e-60.6–0.10.11e-70.8–0.20.21e-60.8–0.20.51e-60.8–0.21.01e-5四、实验结果与处理图的做法：每组扫速下求平均值后的两段循环伏安图，由于第一圈的循环伏安曲线由于某种原因（微观上的不同）与后两圈不同，仅取同一扫速下三次的后两圈的数值取平均值做出一个一圈的平均循环伏安图。数据则采取原循环伏安图的原始数据取平均值的方法。Pt（0.02V/S）的平均循环伏安曲线Pt（0.05V/S）的平均循环伏安曲线Pt（0.1V/S）的平均循环伏安曲线Pt（0.2V/S）的平均循环伏安曲线Pt（0.5V/S）的平均循环伏安曲线Pt（1V/S）的平均循环伏安曲线未抛光Pt（0.