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循环伏安的那些事

旷世大器材

2013/07/23

电化学综合讨论

循环伏安法是应用比较广泛的一种电化学方法，一般用于研究电极过程和氧化还原反应机理。实际应用中，会存在一些问题，我们今天就以简单的循环伏安实验为背景，探讨一下循环伏安法的“特别之处”。

1、循环伏安法原理

这个方法的原理还是比较简单的。我们控制一定的电位扫描速度，随时间变化以三角波形一次或者几次反复扫描，那么在电极上则会交替发生氧化-还原反应。

由此而得到的i-E曲线就是我们研究所需要的循环伏安曲线。

2、循环伏安法中常见问题

虽然方法很简单，但是过程中还是出现问题，下面是几种常见的问题：

（1）怎么判断反应是属于扩散过程还是吸附过程

我认为的一般方法是：改变扫描速率，看看峰电流是与扫描速率成线性关系还是与它的二次方根成线性关系。如果是和扫速成线性关系，那就是吸附过程，如果与其二次方根呈线性那就是扩散过程。

（2）利用循环伏安法确定反应可逆性

1）氧化峰和还原峰的电流比是否相等，如果相等是可逆。

有时同一体系，扫速不同也会在一定程度上影响其可逆性的，扫速越大其电化学反应电流也就越大。

2）氧化峰和还原峰电位差△E=59/n，其中n为氧化还原过程中电子转移量，温度一般指293K，但实验时我们不会要求严格温度，所以用这个公式计算是有误差，so保证其值在100mv以下即可。

A-可逆 B-准可逆 C-不可逆

（3）循环伏安曲线中，怎么确定电流对应氧化峰和还原峰

电化学上一般不说正电流或负电流，而说阳极电流和阴极电流。阳极反应的电流是阳极电流，对应的峰为氧化峰（阳极氧化反应），阴极反应的电流是阴极电流，对应的峰为还原峰（阴极还原反应）。但也有特殊，不能按照电流的正负来区分氧化峰或还原峰，可以从电位上可以判断，通常氧化峰位于还原峰较正的位置上，也就说，峰电位较正的峰是氧化峰，峰电位较负的峰是还原峰。也可以看扫描方向，由正向负方向扫出的峰就是还原峰，由负往正方向扫就是氧化峰。至于电流正负，我们将流入电极表面的电流，定义为负，流出电极表面的电流定义为正，前者为阴极，还原，后者为氧化。

3、循环伏安法实例

循环伏安法几个重要参数：

阴极峰电流Ｉpc，阳极峰电流Ｉpa，阴极峰电位Ｅpc，阳极峰电位Ｅpa，电位差△Ｅp=∣Ｅpc-Ｅpa∣=2.22RT/nF

(1) 实验仪器与试剂

实验仪器为济南海能仪器公司的重金属分析仪（Hanon T-METAL），采用三电极体系，：玻碳电极为工作电极，Ag-Agcl电极为参比电极，铂电极为对极。

主要试剂为0.01mol/L的铁氰化钾溶液(含0.1mol/L的KC1支持电解质)

（2）实验步骤

选择仪器中的循环伏安法并设定参数如下：

起始电位：600mV

终止电位：-200mV

扫描速度：根据试验确定

灵敏度：10μA 设置好参数以后进行测试

数据如下

1）不同浓度溶液的峰电流

浓度 0.001mol/L 0.002mol/L 0.004mol/L 0.006mol/L 0.008mol/L 0.01mol/L

峰电流（μA） 14.80 15.45 16.73 18.66 19.50 20.78

2）扫速对于试验的影响

扫速（mV/s） 20 40 50 80 100 200 300 400 500 600

峰电流比 1.275 1.302 1.292 1.258 1.296 1.239 1.253 1.255 1.305 1.287

峰电位差（mV） 77.0 79.2 78.5 80.3 80.8 75.6 79.2 79.8 78.9 79.5

（3）综述

循环伏安实验中溶液浓度对试验有一定影响，可以适当提高试验浓度来提高峰电流，具体浓度需要试验确定：扫速对于试验的影响不是很明显，但是对于峰型有一定影响，另外灵敏度对于峰型也有影响，较小的灵敏度会出现较多毛刺。

对电极进行的打磨、活化也会明显提高试验效果。

分
该帖子已被版主-材料-峰峦如聚加20积分，加2经验;加分理由:积极参加原创大赛

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旷世大器材

第1楼2013/07/23

海能的重金属分析仪

1

zhw19811005

第2楼2013/07/23

循环伏安法用的还是比较多的

0

旷世大器材

第3楼2013/07/24

是的常用
zhw19811005(zhw19811005) 发表:循环伏安法用的还是比较多的

0

ca0yan9

第4楼2013/08/03

学习一下，谢谢

0

旷世大器材

第5楼2013/08/06

没错基本电化学方法
zhw19811005(zhw19811005) 发表:循环伏安法用的还是比较多的

0

旷世大器材

第6楼2013/08/06

客气什么交学费先
ca0yan9(v2685208) 发表:学习一下，谢谢

0

ca0yan9

第7楼2013/08/06

嘿嘿，呵呵，
旷世大器材(v2762510) 发表:客气什么交学费先

0

一泓

第8楼2013/08/23

对不同的电极材料需先确定合适的扫描区间

0

Insm_8d5ed751

第9楼2018/07/13

这个不同浓度的溶液是哪种，是被测的东西吗

0

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