线性扫描伏安法和循环扫描伏安法1

实验五 线性扫描伏安法和循环扫描伏安法

一．实验目的

1、 了解线性扫描伏安法和循环扫描伏安法的特点和基本原理。 2、掌握用循环伏安法判断电极过程的可逆性。

二 、基本原理

1、线性扫描伏安法

线性扫描伏安法是在电极上施加一个线性变化的电压，即电极电位是随外

加电压线性变化记录工作电极上的电解电流的方法。记录的电流随电极电位变化的曲线称为线性扫描伏安图。可逆电极反应的峰电流可由下式表示：

Ip=0.4463nFADo1/2Co*(n F v/RT)1/2=5.99*105n3/2Ado1/2v1/2Co* （1） 式中n为电子交换数，A为电极有效面积，Do为反应物的扩散数，v为电位扫描速度，Co*为反应物（氧化态）的本体浓度。也可简化为（A不变时） ip=kv1/2Co* （2） 即峰电流与扫描速度的1/2次方成正比，与反应物的本体浓度成正比。这就是线性扫描伏安法定量分析的依据。

对于可逆电极反应，峰电位与扫描速度无关，

Ep=E1/2±1.1RT/nF （3） 但当电位反应为不可逆时（准可逆或完全不可逆）。Ep随扫描速度增大而负（正）移。

2、循环伏安法

循环伏安法的原理同线性扫描伏安法相同，只是比线性扫描伏安法多了一

个回归。所以称为循环伏安法。循环伏安法是电化学方法中最常用的实验技术。循环伏安法有两个重要的实验参数，一个峰电位之比，二是峰电位之差。对于可逆电极反应，峰电流之比iPc/ipa的绝对值约等于1。峰电流之差约为59.6mv（25℃）。

△Ep=2.22RT/nF （4）

三．仪器和试剂

1.电化学分析系统

2.三电极系统：玻碳电级为工作电极，Ag/Agcl电极为参比电极，铂钛电极为对极。

3.1.0×10-3mol/L铁氰化钾溶液

四．实验步骤

1.选择仪器实验方法：电位扫描技术——线性扫描伏安法或循环伏安法。

2.玻璃电极和铂钛电极用金相砂纸将电极表面抛光，然后用蒸馏水喜庆洗清。 3.线性扫描伏安法实验：

以1.0×10-3 mol/L铁氰化钾溶液为实验溶液。分别设置扫描速度0.02，0.05，0.10，0.20，0.30V/S记录线性扫描伏安图并将实验数据记入表格。

4.循环伏安法实验：

以1.0×10mol/L铁氰化钾溶液为实验溶液。分别设置扫描速度0.02，0.05，

-3

0.10，0.20，0.30V/S记录线性扫描伏安图并将实验数据记入表格。

五．数据处理

表1 线性扫描伏安法实验结果 0.02 0.05 0.10 扫描速度(V/S) 峰电流（ip） 峰电流一 （A） 峰电流二 峰电位（Ep） 峰电位一 （V） 峰电位二

0.20 0.30 3.079*10-6 5.267*10-6 6.351*10-6 5.499*10-6 7.762*10-6 2.142*10-6 2.111*10-6 4.444*10-6 5.250*10-6 7.770*10-6 0.112 0.319 0.107 0.295 0.092 0.324 0.076 0.341 0.050 0.371 表2 不同扫速下的峰电流之比和峰电位之差 扫描速度(V/S) 峰电流（ip） 峰电流一 （A） 峰电流二 |峰电流之比| 峰电位（Ep） 峰电位一 （v） 峰电位二 |峰电位之差| 0.02 0.05 0.10 0.20 0.30 4.666*10-6 7.380*10-6 7.497*10-6 1.019*10-5 1.350*10-5 1.314*10-6 3.896*10-6 2.265*10-6 6.232*10-6 6.550*10-6 3.551 0.111 0.306 0.195 1.894 0.100 0.348 0.248 3.310 0.078 0.394 0.316 1.749 0.066 0.334 0.268 2.061 0.038 0.348 0.310

1.将表1中的峰电流对扫描速度的1/2次方作图（ip——v1/2）得到一条直线，说明什么问题？

以ipc——v1/2作图如下

0.60.50.40.30.20.100123456789

以ipa——v1/2作图如下

0.60.50.40.30.20.1001234567由上图可知ip与v1/2成正比，峰电流和扫描速度平方根是一条直线，

说明是扩散控制。

2.将表1中的峰电位对扫描速度作图（Ep——v），并根据曲线解释电极过程。 以Epc——v作图如下

0.350.30.250.20.150.10.0500.040.050.060.070.080.090.10.110.12

六．误差分析

1.铂钛电极没有用金相砂纸将其电极表面抛光使得扫描结果不准确。 2.抛光后的铂钛电极没有用蒸馏水清洗而直接放入待测溶液中。 3.待测溶液不纯而引起的误差。