循環(huán)伏安法測(cè)定鐵氰化鉀的電極反應(yīng)過(guò)程實(shí)驗(yàn)
| 實(shí)驗(yàn)方法原理 | 循環(huán)伏安法（Cyclic Voltammetry，CV）是最重要的電分析化學(xué)研究方法之一。其儀器簡(jiǎn)單、操作方便、圖譜解析直觀，在電化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)的研究領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。 伏安分析法是在一定電位下測(cè)量體系的電流，得到伏安特性曲線。根據(jù)伏安特性曲線進(jìn)行定性定量分析。如以等腰三角形的脈沖電壓（三角波）加在工作電極上，得到的電流電壓曲線包括兩個(gè)分支，如果前半部分電位向陰極方向掃描，電活性物質(zhì)在電極上還原，產(chǎn)生還原波，那么后半部分電位向陽(yáng)極方向掃描時(shí)，還原產(chǎn)物又會(huì)重新在電極上氧化，產(chǎn)生氧化波。因此一次三角波掃描，完成一個(gè)還原和氧化過(guò)程的循環(huán)，故該法稱為循環(huán)伏安法，其電流~電壓曲線稱為循環(huán)伏安圖。如果電活性物質(zhì)可逆性差，則氧化波與還原波的高度就不同，對(duì)稱性也較差。循環(huán)伏安法中電壓掃描速度可從每秒種數(shù)毫伏到1伏。工作電極可用懸汞電極，或鉑、玻碳、石墨等固體電極。
[Fe(CN)6]3- + e- = [Fe(CN)6]4-??? φ θ = 0.36V ( vs.NHE ) 電極電位與電極表面活度的Nernst方程式為： φ = φ θ + RT/Fln(COx/CRed) 在一定掃描速率下，從起始電位（-0.2V）正向掃描到轉(zhuǎn)折電位（+0.8V）期間，溶液中[Fe(CN)6]4-被氧化生成[Fe(CN)6]3-，產(chǎn)生氧化電流；當(dāng)負(fù)向掃描從轉(zhuǎn)折電位（+0.8V）變到原起始電位（-0.2V）期間，在指示電極表面生成的[Fe(CN)6]3-被還原生成[Fe(CN)6]4-，產(chǎn)生還原電流。為了使液相傳質(zhì)過(guò)程只受擴(kuò)散控制，應(yīng)在加入電解質(zhì)和溶液處于靜止下進(jìn)行電解。在0.1MNaCl溶液中K4[Fe(CN)6]的擴(kuò)散系數(shù)為0.63×10-5cm·s-1；電子轉(zhuǎn)移速率大，為可逆體系（1MNaCl溶液中，25℃時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)速率常數(shù)為5.2×10-2cm·s-1）。溶液中的溶解氧具有電活性，用通入惰性氣體除去。 Epc、Epa分別為陰極峰值電位與陽(yáng)極峰值電位。Ipc、Ipa分別為陰極峰值電流與陽(yáng)極峰值電流。這里P代表峰值，a代表陽(yáng)極，c代表陰極。 正掃時(shí)（向左的掃描）為陰極掃描： Fe(CN)63- + e- = Fe(CN)62- 反掃時(shí)（向右的掃描）為陽(yáng)極掃描： Fe(CN)62- - e- = Fe(CN)63- 對(duì)可逆體系： ① ipa / ipc=1 ② 還原峰電位和氧化峰電位電位差：△Φ= Φpa - Φpc= 0.056/n V 式量電位： = （Φpa + Φpc）/ 2 對(duì)可逆體系的正向峰電流，由Randles－Savcik方程可表示為：  其中，ip為峰電流（A）；n為電子轉(zhuǎn)移數(shù)；A為電極面積（cm2）；D為擴(kuò)散系數(shù)（cm2·s-1）；v為掃描速度（V s-1）；c為濃度（mol·L-1）。 |
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| 實(shí)驗(yàn)步驟 | 1．配置溶液，鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（5.0×10-2mol·L-1），氯化鉀溶液（1.0 mol·L-1）。 |
| 注意事項(xiàng) | 1.實(shí)驗(yàn)前電極表面要處理干凈，這是影響實(shí)驗(yàn)的主要因素； |
| 其他 | 1.繪制出同一掃描速度下的鐵氰化鉀濃度(c)同ipa與ipc的關(guān)系曲線。 |
