循环伏安法测定铁氰化钾.docVIP

循环伏安法测定铁氰化钾 （ 2005级化教3班 周正 ） 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： 铁氰化钾离子[Fe（CN）6]3--亚铁氰化钾离子[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(vs.NHE) 电极电位与电极表面活度的Nernst方程式为 ???????????????????? φ=φθ’+ RT/Fln(COx/CRed) 在一定扫描速率下，从起始电位（0.110V）正向扫描到转折电位（0.181V）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（0.181V）变到原起始电位（0.110V）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]的扩散系数为0.63×10-5cm.s-1；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5.2×10-2cm·s-1）。溶液中的溶解氧具有电活性，用通入惰性气体除去。 三、仪器和药品 LK98B型循环伏安仪，X-Y记录仪，银电极，铂丝电极，饱和甘汞电极，电解池，移液管等。 0.10 Mol*L-1 K3[Fe(CN)6], 1.00 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30 mL 1,0 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50 mV/s;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）K3[Fe（CN）6]溶液的循环伏安图 分别作加入0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL的K3[Fe（CN）6]溶液（均含支持电解质NaCl浓度为1.0 mol?L-1）循环伏安图。 （4）不同扫描速率K3[Fe（CN）6]溶液的循环伏安图 在加入2.0 mL K4 [Fe（CN）6]溶液中，以10mV/s、100 mV/s、150 mV/s、200 mV/s,在-0.2至+0.8 V电位范围内扫描，分别记录循环伏安图。 五、数据记录及处理 1．所得的峰高和峰电流、峰电压如下： NaCl的量（mL） K3[Fe（CN）6] 的加入量（mL） K3[Fe（CN）6] 的浓度 扫描速率（mV/s） 氧化电压 （V） 氧化电流 （uA） 还原电压（V） 还原电流 （uA） Φ （V） 30 0 0 50 \ \ \ \ \ 30 0.5 0.0016 50 0.222 24.9745 0.291 -25.1818 0.069 30 1.0 0.0032 50 0.219 48.2897 0.293 -49.1723 0.074 30 1.5 0.0048 50 0.219 70.137 0.292 -68.5120 0.073 30 2.0 0.0064 50 0.215 95.5287 0.293 -95.4855 0.078 30 2.0 0.0064 10 0.218 45.1521 0.290 -44.8730 0.072 30 2.0 0.0064 100 0.215 134.6420 0.291 -136.0920 0.076 30 2.0 0.0064 150 0.209 157.2931 0.299 -159.0839 0.090 30 2.0 0.0064 200 0.204 179.7535 0.299 -177.3298 0.095 ２．分别以氧化电流和还原电流对K3[Fe（CN）6]溶液浓度作图 K3[Fe（CN）6]的浓度 0.0016 0.0032 0.0048 0.0064 氧化电流（uA））ipc/ ipa -0.9918 -0.9821 -1.8335 -1.0004 表1 图1 图2 由以上两张图可知峰电流与浓度成正比 ３.分别以ipa和 ipc对v1/作图 V (mV/S) 10 50 100 150 200 V1/2 3.16 7.07 10.00 12.2