鐵氰化鉀伏安曲線ppt課件

1、循環(huán)伏安法研討鐵氰化鉀和維循環(huán)伏安法研討鐵氰化鉀和維生素生素C的電極過程的電極過程 指點(diǎn)教師：譚學(xué)才指點(diǎn)教師：譚學(xué)才v實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模簐 1.學(xué)習(xí)循環(huán)伏安法測(cè)定電極反響參數(shù)的根本原理學(xué)習(xí)循環(huán)伏安法測(cè)定電極反響參數(shù)的根本原理v 2 .熟習(xí)伏安法丈量的實(shí)驗(yàn)技術(shù)熟習(xí)伏安法丈量的實(shí)驗(yàn)技術(shù)v方法原理：方法原理：v 循環(huán)伏安法是將循環(huán)變化的電壓施加于任務(wù)電極循環(huán)伏安法是將循環(huán)變化的電壓施加于任務(wù)電極和參比電極之間，記錄任務(wù)電極上得到的電流與施和參比電極之間，記錄任務(wù)電極上得到的電流與施加電壓的關(guān)系。加電壓的關(guān)系。掃描電壓掃描電壓(V)時(shí)間時(shí)間/s循環(huán)伏安法的典型激發(fā)信號(hào)循環(huán)伏安法的典型激發(fā)信號(hào) 當(dāng)任務(wù)

2、電極被施加的掃描電壓激發(fā)時(shí)，其上將產(chǎn)生呼應(yīng)電流，以電流對(duì)電位作圖，稱為循環(huán)伏安圖。典型的循環(huán)伏安圖如下：從從循環(huán)伏安圖中可得到幾個(gè)重要的參數(shù)：陽(yáng)極峰電流ipa)、陽(yáng)極峰電位Epa、陰極峰電流 ipc、陰極峰電位Epcv循環(huán)伏安法能迅速提供電活性物質(zhì)電極反響循環(huán)伏安法能迅速提供電活性物質(zhì)電極反響過程的可逆性、化學(xué)反響歷程、電極外表吸過程的可逆性、化學(xué)反響歷程、電極外表吸附等許多信息。附等許多信息。v對(duì)可逆氧化復(fù)原電對(duì)的式量電位對(duì)可逆氧化復(fù)原電對(duì)的式量電位 與與Epc和和Epa的關(guān)系為：的關(guān)系為： v v 1v而兩峰的電位差值為：而兩峰的電位差值為：v v 2E2papcEEE0.056papcE

3、EEnv對(duì)可逆體系的正向峰電流，由對(duì)可逆體系的正向峰電流，由Randle-Savcik方程可方程可表示為：表示為：v 3v 根據(jù)根據(jù)3式式 與與 和和c都是直線關(guān)系，對(duì)研討電都是直線關(guān)系，對(duì)研討電極反響過程有重要意義。在可逆電極反響過程中，極反響過程有重要意義。在可逆電極反響過程中，v v 4v對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電極反響過程，式對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電極反響過程，式2和式和式4是判是判別電極反響能否可逆體系的重要根據(jù)。別電極反響能否可逆體系的重要根據(jù)。 53/ 21/ 21/ 22.6910pinADcpi1/21papciiv以下圖是在0.1mol/L KNO3 電解質(zhì)中，210-3 mol/L K3Fe(

4、CN)6 在Pt盤任務(wù)電極上 所反響得到的循環(huán)伏安曲線。 起始電位為起始電位為+0.5V，沿負(fù)的電位掃描，當(dāng)電，沿負(fù)的電位掃描，當(dāng)電位至位至 Fe(CN)63- 的析出電位時(shí)，將產(chǎn)生陰的析出電位時(shí)，將產(chǎn)生陰極電流。陰極反響為：極電流。陰極反響為： 當(dāng)電壓掃至當(dāng)電壓掃至0V處轉(zhuǎn)向開場(chǎng)陽(yáng)極化掃描，電極處轉(zhuǎn)向開場(chǎng)陽(yáng)極化掃描，電極電位正向變化至電位正向變化至Fe(CN)64- 的析出電位時(shí)，的析出電位時(shí)，聚集在電極外表的復(fù)原產(chǎn)物聚集在電極外表的復(fù)原產(chǎn)物 Fe(CN)64 - 被被氧化，陽(yáng)極反響為：氧化，陽(yáng)極反響為： 34FeeFe66（CN）（CN）43FeeFe66（CN）（CN）v抗壞血酸的測(cè)定的

5、起始電位為抗壞血酸的測(cè)定的起始電位為0V，沿正，沿正的電位掃描，當(dāng)電位至抗壞血酸的析出的電位掃描，當(dāng)電位至抗壞血酸的析出電位時(shí)產(chǎn)生陽(yáng)極電流。陽(yáng)極反響為：電位時(shí)產(chǎn)生陽(yáng)極電流。陽(yáng)極反響為：v抗壞血酸的電極反響為不可逆體系，只抗壞血酸的電極反響為不可逆體系，只產(chǎn)生氧化峰。產(chǎn)生氧化峰。OOOHHOCHCH2OHOH2e-OOOOCHOHCH2OHv抗壞血酸的循環(huán)伏安曲線如下：抗壞血酸的循環(huán)伏安曲線如下：v主要儀器：主要儀器：電化學(xué)任務(wù)站電化學(xué)任務(wù)站鉑盤任務(wù)電極鉑盤任務(wù)電極電極系統(tǒng)電極系統(tǒng)鉑絲輔助電極鉑絲輔助電極Ag/AgCl參比電極參比電極玻碳電極玻碳電極實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 步步 驟驟1.任務(wù)電極的預(yù)處置。任

6、務(wù)電極的預(yù)處置。 將鉑盤任務(wù)電極和玻碳將鉑盤任務(wù)電極和玻碳電極用電極用0.05mAl2O3粉末拋粉末拋光，用超聲清洗器清洗光，用超聲清洗器清洗3min，晾干備用。晾干備用。2.2.配制溶液配制溶液1 1在在5 5個(gè)個(gè)10mL10mL試管中分別參與試管中分別參與2 210-2 10-2 mol/Lmol/L的鐵氰化鉀溶液的鐵氰化鉀溶液0 0，0.10mL0.10mL，0.20mL0.20mL，0.40mL0.40mL，1.00mL1.00mL，再各參與，再各參與1mol/LKNO3 1mol/LKNO3 溶液溶液1.00mL1.00mL，用二次蒸餾水，用二次蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。稀釋至刻度，搖

7、勻。v2在在5個(gè)個(gè)10mL試管中分別參與試管中分別參與 210-2 mol/L抗壞血酸溶液抗壞血酸溶液0，0.60mL, 1.00mL ,1.20mL，1.40mL, 再各參與再各參與0.5mol/L的的KH2PO4 溶液溶液2.00 mL，用二次蒸餾水稀釋至刻度，用二次蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。搖勻。v3.循環(huán)伏安法丈量循環(huán)伏安法丈量v將配制的系列鐵氰化鉀溶液逐一轉(zhuǎn)移將配制的系列鐵氰化鉀溶液逐一轉(zhuǎn)移至電解池中，插入干凈的電極系統(tǒng)至電解池中，插入干凈的電極系統(tǒng)(任任務(wù)電極為鉑盤型任務(wù)電極務(wù)電極為鉑盤型任務(wù)電極)。起始電位。起始電位+0.5V，轉(zhuǎn)向電位，轉(zhuǎn)向電位0V，以，以50mV/s的掃的掃描速

8、度丈量，記錄循環(huán)伏安圖。當(dāng)測(cè)描速度丈量，記錄循環(huán)伏安圖。當(dāng)測(cè)210-3 mol/L的溶液時(shí)，逐一變化掃的溶液時(shí)，逐一變化掃描速度：描速度：20mV/s,50mV/s,100mV/s,125mV/s,150mV/s,175mV/s,200mV/s進(jìn)展丈量。進(jìn)展丈量。v測(cè)定抗壞血酸溶液的任務(wù)電極為玻碳電測(cè)定抗壞血酸溶液的任務(wù)電極為玻碳電極，起始電位極，起始電位0V，轉(zhuǎn)向電位，轉(zhuǎn)向電位+1.0V，其，其他操作與測(cè)定鐵氰化鉀一樣他操作與測(cè)定鐵氰化鉀一樣結(jié)果處置結(jié)果處置v1.1.列表總結(jié)鐵氰化鉀的測(cè)定結(jié)果列表總結(jié)鐵氰化鉀的測(cè)定結(jié)果EpaEpa，EpcEpc， Ep, ipa, Ep, ipa, ipc)

9、ipc)v2.2.列表總結(jié)抗壞血酸的測(cè)定結(jié)果列表總結(jié)抗壞血酸的測(cè)定結(jié)果 Epa Epa， ipa, ) ipa, )v3.3.繪制鐵氰化鉀的繪制鐵氰化鉀的ipaipa和和 ipc ipc與相應(yīng)濃度的與相應(yīng)濃度的c c的關(guān)系曲線；繪制的關(guān)系曲線；繪制ipaipa和和 ipc ipc與相應(yīng)與相應(yīng)1/21/2的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。v4.4.繪制抗壞血酸的繪制抗壞血酸的ipaipa與相應(yīng)濃度的與相應(yīng)濃度的c c的關(guān)系曲線；繪制的關(guān)系曲線；繪制ipaipa與與1/21/2的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。v5.5.求算鐵氰化鉀電極反響的求算鐵氰化鉀電極反響的n n和和 。v6.6.繪制抗壞血酸的繪制抗壞血酸的E

10、paEpa與與的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線E數(shù)據(jù)處置v鐵氰化鉀的丈量結(jié)果：鐵氰化鉀的丈量結(jié)果：v掃描速度為掃描速度為50mV/s濃度濃度/10-4 mol/LEpa/Vipa/A Epc/vipa/A 00000 2 0.259 -0.1055 0.1800.2019 40.261-0.2461 0.182 0.3646 80.262-0.5636 0.1850.7318 200.263-1.537 0.182 1.787 05101520-1.6-1.2-0.8-0.40.00.40.81.21.62.0i/ AC/10-4mol.L-1鐵氰化鉀的鐵氰化鉀的 ip與濃度與濃度c的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線掃描速度掃描速度/ mV/s E pc/Vipc/ AEpa/Vipa/ A200.1831.2080.262-1.052500.1821.7870.262-1.5371000.1802.4400.262-2.0701