电化学测试技术实验报告
实验地点:8号楼8313
姓名：***
学号：SX*******
指导教师：佟浩
           
       
       
实验一 铁的循环伏安测试
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
铁离子[Fe(CN)6]3-亚铁离子[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
电极电位与电极表面活度的Nernst方程式为：
                    φ=φθ’+ RT/F ln(COx/CRed)
在一定扫描速率下，从起始电位（-0.2 V）正向扫描到转折电位（+0.8 V）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（+0.6 V）变到原起始电位（-0.2 V）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0.1M NaCl溶液中[Fe(CN)6]4-的电子转移速率大，为可逆体系（1M NaCl溶液中，25℃时，标准反应速率常数为5.2×10-2  cm2s-1）。
三、仪器和试剂
电化学分析系统；铂盘电极；铂柱电极，饱和甘汞电极；电解池；容量瓶。
0.50 mol·L-1 K3[Fe(CN)6]；0.50 mol·L-1 K4[Fe(CN)6] ；1 mol·L-1 NaCl
四、实验步骤
1. 指示电极的预处理
铂电极用Al2O3粉末（粒径0.05 µm）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0.1 mol·L-1 NaCl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；起始电位为-0.2 V；终止
电位为+0.6 V。开始循环伏安扫描，记录循环伏安图。
3. 不同扫描速率K3 [Fe(CN)6]溶液的循环伏安图
在0.50 mol·L-1 K4 [Fe(CN)6]溶液中，以10 mV/s、25 mV/s、50 mV/s、100 mV/s、200 mV/s、500 mV/s,在-0.15 V至+0.7 V电位范围内扫描，分别记录循环伏安图。
五、注意事项
1. 实验前电极表面要处理干净。
2. 扫描过程保持溶液静止。
六、数据处理
1、将不同扫描速率5、10、25、50、100、200、500mV/s的循环伏安曲线进行处理，得到阳极峰和阴极峰电流值，将其与扫速的二分之一次方作曲线，得到如图所示：
图1 不同扫速的CV曲线（无NaCl）
图2 不同扫速的CV曲线（有NaCl）
2、分别以ipa、 ipc对v1/2作图:
表1 扫描速率与峰电流（无NaCl）
扫速v/(mV/s)
5
10
25
50
100
200
500
V1/2
2.24
3.16
5
7.07
10
14.14
22.36
ipa/mA
0.01105
0.01562
0.02379
0.03135
0.03851
0.04918
0.06994
ipc/mA
-0.0105
-0.01399
-0.01959
-0.02512
-0.03219
-0.04336
-0.0694
图3 ipa 与ipc对作图峰电流与扫描速率间的关系（无NaCl）
表2 扫描速率与峰电流
扫速v/(mV/s)
5
10
25
50
100
200
500
V1/2
2.24
3.16
5
7.07
10
14.14
22.36
ipa/mA
0.00632
0.00978
0.01562
0.02125
0.02781
0.03913
0.06558
ipc/mA
-0.007
-0.00901
-0.01408
-0.0161
-0.02235
-0.03029
-0.05112
化学实验报告
图4 ipa 与ipc对作图峰电流与扫描速率间的关系
七 实验结论
峰电流的比值为：ip1/ip2≈1。由此可知，铁体系(Fe(CN)63-/4-)在中性水溶液中的电
化学反应是一个可逆过程。(注：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。) 在误差的范围内K3 [Fe(CN)6]在NaCl溶液中电极过程的具有可逆性。