实 验 报 告
课程名称: 电化学测试技术
化学实验报告实验地点: 材料楼417
同实验者: 管先统 SQ10067034010
朱佳佳 SQ10067034007
吴佳迪 SQ10068052038
杨小艳 SQ10068052028
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/Fln(C Ox/CRed)
在一定扫描速率下，从起始电位（-0.2V）正向扫描到转折电位（+0.8V）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（+0.6V）变到原起始电位（-0.2V）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0.1MNaCl溶液中[Fe（CN）6]4-的电子转移速率大，为可逆体系
（1MNaCl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。
0.50mol·L-1 K3[Fe（CN）6]；0.50mol·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0.05µm）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-0.2V；终止电位为+0.6V。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10mV/s、25mV/s、50 mV/s、100 mV/s、200 mV/s、500 mV/s,在-0.15至+0.7V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
分别以ipa、 ipc对v作图，说明峰电流与扫描速率间的关系。
图1玻碳电极在0.50 mol·L-1 K4 [Fe（CN）6]溶液中在10 mV s-1下的循环伏安曲线
由图1可知，K4 [Fe（CN）6]在玻碳电极上发生氧化还原反应，氧化峰电位是Epa=295 mV，峰电流是ipa=58.8 mA。还原峰电位为166 mV，还原峰峰电流为54.6 mA。峰电流的比值为：ipa/ipc=1.07≈1，峰电位差为129 mV。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较可逆过程
图2 玻碳电极在0.50 mol·L-1 K4 [Fe（CN）6]溶液中不同扫速下的循环伏安曲线
七 实验图3 玻碳电极在0.50 mol·L-1 K4 [Fe（CN）6]溶液中峰电流与扫速根方的线性拟合
结论
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～V为一直线。(此关系也可利用标准曲线法的线性拟合功能，以峰电流为横坐标，扫描速度的二分之一次方或扫描速度为纵坐标，考察线性关系) 将不同扫描速率的循环伏安曲线进行叠加。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。用标准曲线法中的线性拟合处理，得出峰电流ip与呈线性关系，R为扫描速度。
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