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研究生实验报告 高乃群 实验1 循环伏安法判断电极过程 一、实验目的 1.掌握用循环伏安判断电极。 2.掌握峰电流和峰电势测量。 3.IM6/IM6e电化学工作站。 二、实验原理 循环伏安法是在电极上施加线性扫描电压，扫描电势E=Ei-Vt。扫至某电势值后，再回扫至原来的起始电势Ei。电势和时间的关系如下图（a）所示，所得的循环伏安法的电流电势曲线为下图(b)所示： 图循环伏安法（a）电势－时间曲线（b）电势－电流曲线 如果溶液中存在氧化态(Ox)，电极上发生还原反应：。反相扫描时，电极上生成的还原态(Red)将发生氧化反应：。其峰电流(iP)与被测物质c），扫描速率v等因素有关：。 从循环伏安图可确定氧化峰电流ipa 和还原峰电流ipc ,氧化峰电势Epa 和还原峰电势Epc。对于可逆氧化还原体系，氧化峰电流和还原峰电流比：ipa/ipc=1。由此可判断电极过程的可逆性。 氧化峰峰电势和还原峰峰电势差：。 条件电势：。 三 仪器和试剂 1．仪器：IMe/IM6e电化学工作站,铂片电极2支,饱和甘汞电极。 2．试剂：K3Fe(CN)6（1.00X10-2mol?L-1）,KNO3（1.0mol?L-1）。 四 实验内容 1. IM6/IM6e电化学工作站的操作 ⑴依次打开计算机、主机、打印机及显示器的电源开关，预热5min。 ⑵打开计算机桌面上的电化学工作站的操作软件，按“D（program start/ initializing）”启动THALES软件。 ⑶鼠标操作：鼠标左键可选中某个选项，鼠标中键退出当前的软件操作界面。 ⑷进入THALES界面，选择其中的“I/E,CV”项，再点鼠标左键选择“CV”，进入到“cyclic voltammetry”界面。按鼠标左键选定“edit parameters ”进入“IM6 cyclic voltammetry”进行一系列的参数设定。 ⑸参数设定完,按鼠标中键退回到“cyclic voltammetry”界面，用左键点“start recording”，系统开始测量。测完后先按中键退回到“cyclic voltametry”选“file operation”中的“save”保存。 ⑹本软件只能输出数据文件，不能输出图形文件。需要输出某个图形的数据文件时，在“cyclic voltammetry” 界面中选“file operation”中的“open”打开该文件，再选 “file display”，就出现该图形。按左键在该图右上角选“creat data list”→“text editor” →“creat list”，就可输出数据文件。系统软件只能在主机启动的状态下使用。 ⑺测量完，先退回到THALES界面，再取下电极，关闭软件系统和主机，最后关闭计算机、打印机。 2． 溶液的循环伏安图 在电解液中放入1.0010-2mol?L-1 K3Fe(CN)6＋1.0mol?L-1KNO3溶液，插入指示电极(铂片电极)，对电极(铂片电极)和参比电极(饱和甘汞电极)，通N２ 除O２。 以扫描速率２０m?s-1，从＋０.8～－0.20V扫描，记录循环伏安图。 以不同扫描速率：1０、４０、６０、８０、１００和２００m?s-1，分别记录从＋０.8～－0.20V扫描的循环伏安图。 ３．不同浓度的K3Fe(CN)6溶液的循环伏安图 以扫描速率20m?s-1，从＋0.8～－0.20V扫描，分别记录1.0010-５、1.0010-４、1.0010-３和1.0010-２mol?L-1 K3Fe(CN)6＋1.0mol?L-1KNO3溶液的循环伏安图。 五 实验数据记录与处理 1．从K3Fe(CN)6溶液的循环伏安图测定ipa 、ipc 和Epa 、Epc。 2．分别以ipa 、ipc对１／２作图，说明峰电流和扫描速率间的关系。 3．计算ipa/ipc 值、E0’值和△E值。 ４．从计算结果说明K3Fe(CN)6在KNO3溶液中极谱电极过程的可逆性。 六 思考题 1.分析K3Fe(CN)6溶液的循环伏安图。 2.如何用循环伏安图来判断极谱电极过程的可逆性? 3. E0’和△E的实验结果与文献值有很大差异，试说明其原因。 附：实验注意事项 1.电极表面必须仔细清洗，否则严重影响循环伏安图形。 2.扫描之间，为使电极表面恢复初始条件，应将电极提起后再放入溶液，等溶液静置１～２min再扫。 实验二、EBS)是将电分析化学技术与特征的生物识别过程相结合，建立起生物识别过程中所产生的响应信号（常转换成相应的电信号，如电流或电压）与生物活性物质的浓度之间的联系。为此，需将某一具有生物特性的物质（或试剂）固定在一适当的电极表面上，构成生物敏感膜或分子识别元件，是EBS的关健部分。 根据传感器件的不同，生物传感器可分为