在电化学研究中，循环伏安法是一种简单而又强大的研究方法。 通过循环伏安法，
可以对电极可逆性进行判断：反应是可逆的，则曲线上下对称，若反应不可逆， 则曲线上下不对称；判断电极反应机理的判断：如电极吸附现象、电化学反应过 程中产物等；更重要的是，循环伏安法能够用于实验中的定量分析。接下来，运 用实验数据来答疑解惑。 通常我们选择铁体系（Fe（CN）63-/4-）对电化学行为中的可逆过程进行 研究，它的氧化与还原峰对称，两峰的电流值相等，两峰电位差理论值为0.059V 0 通常电极表面的处理对该理论值有很大的影响，一般选择玻碳电极为工作电极、 铂电极为对电极、饱和甘汞电极为参比电极。选择 AI2O3抛光粉将电极表面磨 光，然后在抛光机上抛成镜面，最后分别在 1:1乙醇、1:1HNO3和蒸馏水中超
声波清洗15秒。另外，溶液是否除氧，这个也是必须考虑的，我们选择通高纯
N2除O2 o在电解池中放入 5.00 xl0-4mol/LK3（内含0.20mol/L KNO3 ，作为 支持电解质。
支持电解质的浓度实际上也对实验有影响，此处暂不考虑 ）。插入 工作电极、铂丝辅助电极和饱和甘汞电极。 设置电化学工作站中的参数，参数的 设定需要不断的尝试，根据电化学工作站窗口显示的图形调节出合适的参数
图一的i-E曲线即为循环伏安图。从循环伏安图中可以看出有两个峰电流和两个 峰电位，阴极峰电流ipc，峰电位以Epc（jpc）表示；阳极峰电流ipa，峰电位以
Epa 表示。ipc 或ipa 的下标的 a 代表 anode， c 代表 cathode。我们可知道， AEp=Epa-Epc=56/n （单位：mV）（ n为反应过程中的得失电子数），ipc与
ipa的比值越接近于1，则该体系的可逆程度就越高。这是判断可逆体系的最直 接的方法。
从电化学工作站的工作界面，可以得出氧化峰电位为 Epa=227mV,峰电流为
ipa=-1.91 '10-6A ;还原峰电位是 Epc=170mV，峰电流是 ipc=1.9 '10-6A。氧 化峰与还原峰电位差为57mV （直接比较横坐标数值即可），峰电流的比值为： ipa/ipc=1.005 "1。由此可知，pH=7时，铁体系（Fe（CN）63-/4-）的
电化学反应是一个可逆过程。（通常都是借助该体系与其它体系进行比较，鉴别 电极的优劣以及反应可逆程度）。
机械创新设计论文
接下来，我们来研究扫速与峰电流及峰电位的关系。 本实验室通常选择铁
作为实验对象。不同扫描速率 100、200、300、400mV/s，分别记录从-200〜
hdcopy
+600mV扫描的循环伏安图。记录循环伏安曲线，观察峰电位和峰电流，判断
牛顿物理仿真电极活性。
图二：不同扫描速率下铁溶液的循环伏安曲线
将不同扫描速率100、200、300、400mV/s的循环伏安曲线进行叠加，如上图 所示。由图可知，随着扫描速度的增加，峰电流也增加。且分别测量他们的峰数 据可以得到峰电流与扫描速度的关系。 根据电化学理论，对于扩散控制的电极过 程，峰电流ip与扫描速度的二分之一次方呈正比关系，即ip〜n1/2为一直线。 对于表面吸附控制的电极反应过程，峰电流 ip与扫描速度呈正比关系，即ip〜 n为一直线。
vAl/2ipa关系曲线图
y = 0.00OQ2X 十 CLCKJEUI =0.98399 —
OCOOCDOSQ.QOQaOOB
0 DOCX) 007
现金支付比率
0 0000066
aaoacDos
0 DOM DM
0DCM0DO3
0 0000002
0 DGOOOOl
0
0 0.005 0.01 0015 D.D25 Q・潞 O-Q35 0.04 0.045
vAl/2一一巾匚关系曲线图
¥ = 0,00002x + 0.00001
心 0-9S505
0 0000005
0 0000007
O.DGM006
0 0000 DOS
ocwe-XM
0,0300 003
0 OOM 002
0 DOODOOl
0
0 G.0C5 0.01 0015 0.02 D.Q25 0.M 住 03 5 004 0.
高压绝缘材料
妇折遽度y七［rrwQ 1/2
图三：扫描速率与峰电流的关系曲线
以上详细介绍了循环伏安法在电化学应用中的定量分析， 如有不足，欢迎批评指
正。最后，我针对留言区的问题来做解答。
一、 计算扩散系数时，n是否取值？
答：物质的扩散系数表示它的扩散能力， 结合物理化学中谈到的菲克定律，扩散 系数是沿扩散方向，在单位时间每单位浓度梯度的条件下， 垂直通过单位面积所 扩散某物质的质量或摩尔数。质量扩散系数D和动量扩散系数v粉煤灰三氧化硫及热量扩散系数 a具有相同的单位（mT/s ）或（cmA2/s ），扩散系数的大小主要取决于扩散 物质和扩散介质的种类及其温度和压力。
二、 测试时，搅拌溶液对 CV曲线有什么影响，峰电流与峰电位怎么变化？
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议