循环伏安法测定亚铁氰化钾

循环伏安法测定亚铁氰化钾 班级：2010级化学二班     姓名：马      学号：00000 一、实验目的 1、学习固体电极 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面的处理 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。 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 铁氰化钾离子-亚铁氰化钾离子氧化还原电对的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 电极电位 电极电位与电极表面活度的Nernst方程 峰电流与电极表面活度的Cotroll方程 其中：ip为峰电流；n为电子转移数；D为扩散系数；v为电压扫描速度；A为电极面积；c为被测物质浓度。 从循环伏安图可获得氧化峰电流ipa与还原峰电流ipc，氧化峰电位ψpa与还原峰电位ψpc。 对于可逆体系，氧化峰电流ipa与还原峰电流ipc绝对值的比值 ipa/ipc=1 氧化峰电位ψpa与还原峰电位差ψpc： △ψ=ψpa-ψpc=2.2RT/nf≈0.058/n(V) 条件电位ψθ′： ψθ′=(ψpa+ψpc)/2 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（+0.8 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。实验前电极表面要处理干净。 在0.10 mol·L-1 NaCl溶液中[Fe(CN)6]的扩散系数为0.63×10-5 cm·s-1；电子转移速率大，为可逆体系（1.0 mol·L-1 NaCl溶液中，25℃时，标准反应速率常数为5.2×10-2 cm·s-1）。 三、仪器与药品 CHI电化学分析系统；铂盘电极；铂柱电极，饱和甘汞电极；电解池 0.50 mol·L-1 K4 [Fe(CN)6]; 1.0 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0.10 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，扫描速率为100 mV·s-1；起始电位为-0.2 V；终止电位为+0.8 V。开始循环伏安扫描，记录循环伏安图。 3. K4[Fe(CN)6]溶液的循环伏安图: 分别作0.010 mol·L-1、0.020 mol·L-1、0.040 mol·L-1、0.060 mol·L1、0.080 mol·L-1的K4 [Fe(CN)6]溶液（均含支持电解质NaCl浓度为0.10 mol·L-1）循环伏安图。 4. 不同扫描速率K4 [Fe(CN)6]溶液的循环伏安图:  在0.040 mol·L-1 K4 [Fe(CN)6]溶液中，以100 mV·s-1、150 mV·s-1、200 mV·s-1、250 mV·s-1、300 mV·s-1、350 mV·s-1，在-0.2至+0.8 V电位范围内扫描，分别记录循环伏安图。 五、数据记录与处理 1.不同浓度时的循环伏安图                2.不同扫描速率是的循环伏安图 1. 从K4 [Fe（CN）6] 溶液的循环伏安图，测量ipa、 ipc、φpa 、 φpc的值。 浓度（mol/L） 扫速（V/s） Ipa（10-5A） Ipc (10-5A) Epa（V） Epc(V) 0.01 0.1 5.185 -4.94 0.248 0.181 0.02 0.1 11.32 -11.40 0.248 0.181 0.04 0.1 23.56 -23.18 0.259 0.180 0.06 0.1 36.12 -35.6 0.263 0.172 0.08 0.1 47.33 -47.29 0.268 0.172             2.分别以ipa、 ipc对K4 [Fe（CN）6]溶液的浓度作图，说明峰电流与浓度的关系。 结论：峰电流与浓度呈线性关系，浓度越大峰电流越大。 2. 分别以ipa、 ipc对v1/2作图，说明峰电流与扫描速率间的关系。 3. 浓度（mol/L） 扫速（V/s） Ipa（10-4A） Ipc (10-4A) 0.08 0.05 3.412 -3.394 0.08 0.1 4.733 -4.729 0.08 0.2 6.489 -6.532 0.08 0.5 9.696 -8.496 0.08 1 12.95 -11.54 0.08 2 16.5 -18.04 0.08 5 25.52 -28.63         结论：峰电流与扫描速率的平方根呈线性关系。 4.计算ipa/ ipc的值φθ′值和Δφ值；说明K3 [Fe（CN）6]在KCl溶液中电极过程的可逆性。 浓度（mol/L） Ipa（10-5A） Ipc (10-5A) ipa/ ipc Epa（V） Epc(V) φθ′（V） Δφ（V） 0.01 5.185 -4.94 1.05 0.248 0.181 0.2145 0.067 0.02 11.32 -11.40 0.993 0.248 0.181 0.2145 0.067 0.04 23.56 -23.18 1.02 0.259 0.180 0.2195 0.079 0.06 36.12 -35.6 1.01 0.263 0.172 0.2175 0.091 0.08 47.33 -47.29 1.00 0.268 0.172 0.22 0.096                 ipa/ ipc的值特别接近1，可近似认为K3 [Fe（CN）6]在KCl溶液中电极过程是可逆的。 以上图中峰电流对扫速开平方的斜率是 K=0.00108 因为：ip=2.69*105*n3/2A*C*D1/2v1/2 ( A为电极面积，C为浓度(C=0.08mol/L)，v为扫速，n为电子数（n=1）,D=0.63*10-5cm2/s) 设 ip=kv1/2 即k=2.69*105*n3/2*D1/2*C*A 已知k=0.00108 代值计算得： A=0.01999cm2 六、注意事项 1、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。 2、实验前电极表面要处理干净。 七、思考题： 第一个： 相同。当总物质的量的浓度一定时，在扩散层内发生着除了方向不同其他都相同的反应。 第二个：首先利用已知扩散系数的某溶液（例如铁氰化钾）一定浓度和扫描频率下做循环伏安图，获得电极的表面积，然后测量未知扩散系数的某溶液，根据公式ip=6.25*105*n3/2AD1/2 v1/2c计算其扩散系数。 第三个：条件电位的差异与参比电极和工作电极的表面处理有关，△φ的差异与工作电极的表面处理有关。 八、实验总结 通过本次实验的学习，我有以下收获： 1. 基本掌握了循环伏安法的原理及其实验操作方法。 2.掌握了表面电极的处理方法。