电分析化学_循环伏安法
电化学测cv循环伏安法
电化学测cv循环伏安法电化学测cv循环伏安法是一种常用的电化学测试方法，用于研究电化学反应的动力学和机理。
CV是循环伏安法(cyclic voltammetry)的简称，是一种基于电化学方法的电流-电压测量技术。
CV测量是通过在电极表面施加一定的电压来测量电流的变化，以此来研究电化学反应的特性。
CV循环伏安法通常使用三电极系统，包括工作电极、参比电极和计时电极。
工作电极是进行电化学反应的地方，参比电极用来提供一个稳定的电位参考，计时电极用于控制测量时间。
在CV测量中，通过改变施加在工作电极上的电位，然后测量电流的变化，从而得到电流-电压曲线。
CV循环伏安法的测量过程通常分为三个步骤：扫描上升、扫描下降和保持时间。
在扫描上升阶段，施加在工作电极上的电位逐渐增加，电流也随之增加。
当电位达到一定值后，电流开始饱和。
然后，电位开始下降，电流也随之减小，直到电位再次达到初始值。
在保持时间阶段，电位保持不变，以便观察电化学反应的稳定性。
CV循环伏安法的电流-电压曲线可以提供丰富的信息。
曲线的形状和峰值位置可以反映电化学反应的速率和机理，峰值的大小可以反映反应的强度。
通过对曲线的分析，可以确定电化学反应的动力学参数，如反应速率常数和电荷转移系数。
此外，CV曲线还可以用于表征电极材料的电化学性质，如电催化活性和电化学稳定性。
CV循环伏安法在许多领域都有广泛的应用。
在材料科学中，它可以用于研究电极材料的性能和催化剂的活性。
在能源领域，CV测量可以用于研究电池和燃料电池的电化学性能。
在环境监测和生物传感器等领域，CV技术可以用于检测和分析各种化学物质。
此外，CV 循环伏安法还可以用于教学实验室中的电化学教学。
电化学测CV循环伏安法是一种重要的电化学测试方法，通过测量电流-电压曲线来研究电化学反应的动力学和机理。
它在材料科学、能源领域、环境监测等领域都有广泛的应用。
通过对CV曲线的分析，可以获得丰富的信息，为电化学研究和应用提供重要的参考。
第十一章 循环伏安
Epa
Epc
产生残余电流的原因： ①溶液中存在可在电极上还原的微量杂质，在未达到分解物的分 解压前就已被还原，从而产生很小的电流； ②电解过程中产生充电电流或电容电流，是残余电流的主要部分。 消除方法：采用切线作图法扣除。
4
1）如果溶液中存在氧化态物质，当正向电压扫 描时，发生还原反应，得到上半部分的还原波， 称为阴极支；
不涉及电荷转移的活性物质的可 逆吸脱附的循环伏安曲线是对称 的， △Ep =0，且峰值电流ip为 ip = n2F2Γov/4RT
14
Yuxi Chen
3）电极反应机理研究
a）铁氰化钾离子-亚铁氰化钾离子氧化还原反应
Fe(CN)6
3
e Fe(CN) 6
4
标准电极电位 0 0.36V(vs.NHE)
四种样品在不同v 条件下的CV曲线
17
Yuxi Chen
ip = 2.69 x 105 n3/2 D1/2 v1/2 AC
四种样品在不同v条件 下的Ip与v1/2的关系
18
Yuxi Chen
12
对于不可逆电极电程来说，反向电压扫描 时不出现阳极波，仍正比于v1/2，v 变大时Epc 明显变负。根据 Ep与v的关系，还可以计算准 可逆和不可逆电极反应的速率常数。不可逆 过程的循环伏安法曲线如图中曲线 C所示。
13
2）电极过程是扩散反应还是吸脱附反应的判断
改变扫描速率，看峰电流是与扫描速率 v 还是它的 二次方根 v1/2成正比。 1）若与扫描速率v 成线性关系，则是表面控制过程。 2）如果与二次方根v1/2成线性，则是扩散控制。
2）当反向电压扫描时，发生氧化反应，得到下 半部分的氧化波，称为阳极支。
电分析化学循环伏安法
电分析化学循环伏安法电分析化学循环伏安法（cyclic voltammetry, CV）是一种常用的电化学测量方法，主要用于研究电催化反应、电极传感器和电化学反应机理等方面。
本文将对循环伏安法的原理、实验步骤和应用进行详细阐述。
一、原理循环伏安法是利用外加电压的正反向扫描，通过测量电流与电势之间的关系来研究溶液中的电化学反应。
在扫描过程中，电势以一个循环进行周期性变化，通常为从较负的起始电势线性扫描至较正的最大电势，然后再线性扫描回到起始电势。
电流与电势之间的关系可绘制出伏安图。
根据循环伏安曲线上出现的峰电流和峰电势，可以获取溶液中的电极反应的动力学和热力学信息。
峰电流的大小与反应速率成正比，而峰电势则反映了此反应的标准电势。
通过分析伏安图中的特征峰电流和峰电势，可以确定反应是否在电极表面发生，电化学反应的机理以及电极表面的反应活性等信息。
二、实验步骤1.准备实验样品和电化学池：将待测物溶解于合适的溶剂中，配制成一定浓度的电解液。
将工作电极（常用玻碳电极）、参比电极和计时电极放入电化学池中，确保其充分浸泡于电解液中。
2.建立电位扫描程序：选择适当的起始电位、终止电位和扫描速率。
起始电位为一般为较负值，终止电位为较正值。
扫描速率根据实验需求选择，通常为3-100mV/s。
3.进行循环伏安实验：在实验过程中，通常需要稳定电极电势一段时间，直到电流达到平衡。
然后开始正向扫描，直至到达终止电位。
接着进行反向扫描，回到起始电位。
整个循环过程称为一个循环。
4.记录电流-电势数据：记录正反向扫描过程中的电流与电势数据，通常以图形的形式记录，即伏安图。
按照实验需要的精度和时间，可以选择多次重复扫描，以提高实验结果的准确性。
三、应用1.电催化反应研究：循环伏安法可用于研究电催化剂的活性和稳定性，提供电催化反应的动力学和热力学参数。
通过优化电催化剂的结构和组成，可以提高电极催化剂的效能。
2.电极材料评估：通过对循环伏安曲线的分析，可以确定电极材料的氧化还原能力和稳定性。
循环伏安法
及 Ag/AgCl 参比电极。夹好电极夹。以 50mV/S 的扫描速度记录循环伏安图并存 盘。 (4). 用一定浓度铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液，分别记录扫描速度为 5 mV/S、10mV/S、 20mV/S、50mV/S、100mV/S、200mV/S 的循环伏安图并存盘。在完成每一次扫 速的测定后，要轻轻摇动一下电解池，使电极附近溶液恢复至初始条件。
得到一个氧化电流峰。所以，电压完成一次循环扫描后，将记录出一个如图 2 所示 的氧化还原曲线。扫描电压呈等腰三角形。如果前半部扫描(电压上升部分)为去极
图 1 cv 图中电势~时间关系
图 2 氧化还原 cv 曲线图
化剂在电极上被还原的阴极过程，则后半部扫描(电压下降部分)为还原产物重新被 氧化的阳极过程。因此．一次三角波扫描完成一个还原过程和氧化过程的循环，故 称为循环伏安法。
正向扫描的峰电流 ip 为： ip = 2.69×105n3/2AD1/2υ1/2C 式中各参数的意义为：
ip：峰电流（安培）； n：电子转移数； A：电极面积（cm2）；D ：扩散系 数（cm2/s） ；υ：V/s；C：浓度（mol·L-1）。从 ip 的表达式看：ip 与υ1/2 和 C 都呈线性关系，对研究电极过程具有重要意义。
图 3 Ag 在 Pt 电极上电结晶过程的 CV 图 0.01mol/LagNO3+0.1mol/LKNO3
Faraday 常数（96485 C.molmnFidtQt==∫0-1）。如图 3 的 CV 图中，阴影部分对应的 是铂上满单层氢脱附的电量，为 210 μC/cm2。由于氢在铂上只能吸附一层，通过实 验得到的吸附电量可以推算实验中所用的电极的真实面积。若电化学过程不只涉及 一层物种的反应，如 Ag 在 Pt 上的沉积，见图 3，通过积分沉积的 Ag 的溶出电量， 以及 Ag 的晶格参数可以估算电极上沉积的银的层数。通过改变 CV 实验中的扫描 速度，根据实验中得到的 Ip, ΔEp, Ep/2，Ep, ,值，判断电极过程的可逆性。25°C 下， 针对反应可逆性的不同，将具有以下特征（以一个还原反应通过改变 CV 实验中的 扫描速度，根据实验中得到的 Ip, ΔEp, Ep/2，Ep, ,值
循环伏安法原理及结果分析
循环伏安法原理及结果分析循环伏安法（cyclic voltammetry）是电化学分析技术中常用的手段之一，它通过对电极表面施加一定的电位范围，并观察电流随时间的变化，来研究电极的电化学反应动力学过程及物质的电化学性质。
本文将介绍循环伏安法的原理和结果分析。
一、循环伏安法原理循环伏安法是利用三电极体系或两电极体系，在电解液中施加一系列连续的电位变化，从而观察被测物质的电极过程和电分析过程。
其原理可以概括如下：1. 电位扫描循环伏安法通过对电极施加一定电位的扫描，看电流随着电位变化的趋势，了解电极上电化学反应的特性。
该扫描通常为正弦形状的波形，可以从一个起始电位逐渐扫描到反向电位，然后再返回起始电位。
2. 反应过程在电位扫描过程中，当电极达到某一特定电位时，电极上的溶液中的物质会发生氧化还原反应。
在电位的正向扫描中，电极吸附或生成物质发生氧化反应；在电位的反向扫描中，电极吸附或生成物质发生还原反应。
3. 极化曲线根据电流与电位之间的关系绘制出的曲线被称为循环伏安曲线（cyclic voltammogram）。
循环伏安曲线可以提供丰富的电化学信息，如峰电位、峰电流、反应速率等，通过分析这些参数可以了解被测物质的电化学性质。
二、循环伏安法结果分析循环伏安法作为一种定量分析技术，可以提供丰富的信息用于研究和分析。
下面是对循环伏安法结果的常见分析方法：1. 峰电位循环伏安曲线中的峰电位是指氧化还原反应发生的特定电位，它可以提供物质的氧化还原能力和反应速率信息。
通过比较不同物质的峰电位可以实现物质的定性分析。
2. 峰电流峰电流是循环伏安曲线中峰值对应的电流值，它可以反映物质的浓度和反应速率。
通过比较不同物质的峰电流可以实现物质的定量分析。
3. 氧化还原峰循环伏安曲线中的氧化峰和还原峰是氧化还原反应的关键指标。
通过对氧化峰和还原峰的面积进行定量分析，可以得到物质的电化学反应速率以及反应机理。
4. 电化学反应动力学循环伏安法还可通过对不同扫描速率下的曲线进行分析，得到电化学反应的动力学参数，比如转移系数、速率常数等。
(完整版)循环伏安法
一、循环伏安法
?
以快速线性扫描的形式施加三角波电压 ，一
次三角波扫描完成一个还原过程和氧化过程的循环，
然后根据 i—φ曲线进行分析的方法称为循环伏安
法。
二、工作原理
(一) 基本装置
?同普通极谱法。
1. 三角波电压
将线性扫描电压施加到电极上，
从起始电压Ui开始沿某一方向扫描到 终止电压Us后，再以同样的速度反方
(三)循环伏安图
图8-18
图上部位，当电位从正向 负扫描时，电活性组分在电极 上发生还原反应，产生还原波， 称为阴极支，其峰电流为ipc ， 峰电位为φpc 。
图下部位，当逆向扫描时， 电极表面的还原态物质发生氧 化反应，产生氧化波，称为阳 极支，其峰电流为ipa ，峰电位 为φpa 。
(四)峰电流、峰电位方程式
循环伏安法
（Cycle Voltammetry, CV ）
循环伏安法是最重要的电分析化学研究 方法之一。在电化学、无机化学、有机化学、 生物化学等研究领域有着广泛的应用。用于 研究电极反应的性质、机理和电极过程动力 学参数等。循环伏安法还可用于 电化学-化 学偶联过程 的研究，即在电极反应过程中， 还伴随有其他化学反应的发生。
此时溶液中含有:
+ 2H+ +2e-
NH O
NH
? 对于可逆的电极反应，循环伏安图的上下
两条曲线是对称的，则：
峰电位之差满足此式，
峰电流：i pa / i pc ? 1
即电极反应是可逆的。
峰电位：? ? P
?
? Pa
?
? Pc
?
2.22
RT nF
(mV )
25?C时：? ?
循环伏安法原理及结果分析
循环伏安法原理及结果分析循环伏安法（Cyclic Voltammetry，CV）是一种常用的电化学分析技术，广泛应用于化学、生物、材料科学等领域。
它通过在电极上施加线性变化的电位扫描，测量电流随电位的变化，从而获取有关电化学反应的信息。
一、循环伏安法的原理循环伏安法的基本原理基于电化学中的氧化还原反应。
在实验中，工作电极、参比电极和对电极组成三电极体系。
工作电极是研究的对象，参比电极用于提供稳定的电位参考，对电极则用于完成电流回路。
电位扫描通常从起始电位开始，以一定的扫描速率向一个方向线性增加或减少，到达终止电位后，再反向扫描回到起始电位，从而形成一个循环。
在电位扫描过程中，电活性物质在电极表面发生氧化或还原反应，产生电流。
当电位逐渐增加时，电活性物质被氧化，电流逐渐增大；当电位达到物质的氧化峰电位时，电流达到最大值，随后随着电位的继续增加，电流逐渐减小。
反向扫描时，氧化产物被还原，产生还原电流，出现还原峰。
循环伏安曲线的形状和特征参数（如峰电位、峰电流等）与电活性物质的性质、浓度、电极反应的可逆性等因素密切相关。
二、循环伏安法的实验装置循环伏安法的实验装置主要包括电化学工作站、三电极体系、电解池和电解质溶液。
电化学工作站用于控制电位扫描和测量电流。
三电极体系中的工作电极通常根据研究对象选择，如铂电极、金电极、玻碳电极等；参比电极常见的有饱和甘汞电极、银/氯化银电极等；对电极一般为铂丝或铂片。
电解池用于容纳电解质溶液和电极，通常由玻璃或塑料制成。
电解质溶液的选择要根据研究的体系和目的确定，其浓度和组成会影响实验结果。
三、循环伏安曲线的特征典型的循环伏安曲线包括氧化峰和还原峰。
氧化峰电位和还原峰电位之间的差值（ΔEp）可以反映电极反应的可逆性。
对于可逆反应，ΔEp 较小，一般在 59/n mV（n 为电子转移数）左右；而不可逆反应的ΔEp 较大。
峰电流（Ip）与电活性物质的浓度成正比，通过测量峰电流可以定量分析物质的浓度。
循环伏安法定义+原理+参数设置
一、循环伏安法(Cyclic Voltammetry)一种常用的电化学研究方法。
该法控制电极电势以不同的速率，随时间以三角波形一次或多次反复扫描，电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应，并记录电流-电势曲线。
根据曲线形状可以判断电极反应的可逆程度，中间体、相界吸附或新相形成的可能性，以及偶联化学反应的性质等。
常用来测量电极反应参数，判断其控制步骤和反应机理，并观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应，及其性质如何。
对于一个新的电化学体系，首选的研究方法往往就是循环伏安法，可称之为“电化学的谱图”。
本法除了使用汞电极外，还可以用铂、金、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。
1．基本原理如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，得到的电流电压曲线包括两个分支，如果前半部分电位向阴极方向扫描，电活性物质在电极上还原，产生还原波，那么后半部分电位向阳极方向扫描时，还原产物又会重新在电极上氧化，产生氧化波。
因此一次三角波扫描，完成一个还原和氧化过程的循环，故该法称为循环伏安法，其电流—电压曲线称为循环伏安图。
如果电活性物质可逆性差，则氧化波与还原波的高度就不同，对称性也较差。
循环伏安法中电压扫描速度可从每秒种数毫伏到1伏。
工作电极可用悬汞电极，或铂、玻碳、石墨等固体电极。
2．循环伏安法的应用循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法，可用于电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数的研究。
但该法很少用于定量分析。
（1）电极可逆性的判断循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极与阳极两个方向，因此从所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度。
若反应是可逆的，则曲线上下对称，若反应不可逆，则曲线上下不对称。
（2）电极反应机理的判断循环伏安法还可研究电极吸附现象、电化学反应产物、电化学—化学耦联反应等,对于有机物、金属有机化合物及生物物质的氧化还原机理研究很有用。
3、循环伏安法的用途(1)、判断电极表面微观反应过程(2)、判断电极反应的可逆性(3)、作为无机制备反应“摸条件”的手段(4)、为有机合成“摸条件”(5)、前置化学反应（CE）的循环伏安特征(6)、后置化学反应（EC）的循环伏安特征(7)、催化反应的循环伏安特征二、循环伏安法相关问题：1、利用循环伏安确定反应是否为可逆反应(一般这两个条件即可)①.氧化峰电流与还原峰电流之比的绝对值等于1.[有时对同一体系，扫描速率不同也会在一定程度上影响其可逆性的一般而言，扫描速度对峰电位没有影响，但扫描速率越大其电化学反应电流也就越大.]②.氧化峰与还原峰电位差约为59/n mV, n为电子转移量(温度一般是293K).[但是一般我们实验时候不是在这个温度下，因此用这个算是有误差的，一般保证其值在100mv以下都算合理的误差.]2、判断扩散反应或者是吸附反应：改变扫描速率，看峰电流是与扫描速率还是它的二次方根成正比。
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18
3对氧化还原峰，表明它在电极上有三个氧化-还
原过程，而且其产物是稳定的。
第三章
循环伏安法的应用 4、电极过程偶联化 学反应产物的鉴别 例如，对-氨基苯 酚的电极反应过程，
循环伏安法
19
可得如右图所示的循
环伏安图。
电分析化学
循环伏安法的应用 开始由较负的电位（图中起始点S）沿箭头方 向作阳极扫描，得到一个阳极峰1，而后作反向阴 极扫描，出现两个阴极峰2和3，再作阳极扫描时 出现两个阳极峰4和5（图中虚线表示）。其中峰5
之一。 ⊿Ep的理论值为58/n（毫伏）。这是可逆体系
的循环伏安曲线所具有的特征值。
电分析化学
基本原理 对于可逆电极过程，阴极和阳极峰的峰电流公式 相同，如下： ip=2.69×105n3/2AD1/2v1/2c ipa/ ipc=1 （5） （6）
12
由上式可知ip与v1/2呈直线关系。ipa与ipc的比值
上的反应所得到的结果。
电分析化学
基本原理 循环伏安图中可得到的几个重要参数是：阳 极峰电流（ipa）,阴极电流峰电流（ipc），阳极峰 电位（Epa）和阴极峰电位（Epc）。测量确定ip的 方法是：沿基线做切线外推至峰下，从峰顶做垂
6
线切至切线，其间高度即为（ip）。Ep可直接从横
轴与峰顶对应处而读取。
又很快与溶液中共存的氧化剂Z反应，重新被氧化为 Ox，而Ox又在电极上还原为Re，形成催化循环。一 般溶液中Z过量，反应中Z的浓度可视为不变。这时 的循环伏安曲线将根据催化反应的速率常数而呈现不 同的形状（见图6）。
第三章
循环伏安法的应用 4、耦合平行（催 化）化学反应的电极 过程 当电极过程中伴
循环伏安法
27
随着平行催化化学反
应时，
电分析化学 思 考 题
1 2 循环伏安法与其它伏安法的区别？
31
如何应用循环伏安法判别可逆、准可逆和不可逆电极 过程？以及耦合了化学反应的电极过程？
3
对于简单可逆电极过程，其循环伏安图中的阴极、阳 极峰电位与标准电极电位之间的关系，峰电流与扫描 速度的关系？
第三章
24
化过程，可制备对苯二酚的溶液作循环伏安图加以
证实。
第三章
循环伏安法的应用 4、耦合平行（催 化）化学反应的电极 过程 当电极过程中伴
循环伏安法
25
随着平行催化化学反
应时，
电分析化学
循环伏安法的应用 4、耦合平行（催化）化学反应的电极过程 当电极过程中伴随着平行催化化学反应时，电极
26
表面的电活性物质Ox 被还原为Re后，在电极表面Re
电分析化学
循环伏安法 1938年Matheson和Nichols首先采用循环伏安法， 1958年Kemula和Kubli发展了这种方法，并将其应用于
2
有机化合物电极过程的研究。此后这种方法得到广泛的 应用。循环伏安法也可研究无机、有机化合物电极过程
的机理，双电层、吸附现象和电极反应动力学，成为最
有用的电化学方法之一。
循环伏安法
图-1
图1 循环伏安法中电位波形
第三章
循环伏安法
图-2
图2 6×10-3mol/L K3Fe(CN)6在1.0mol/L KNO3溶液中的循环伏安图 扫描速度：50mV/s Pt工作电极面积：2.54mm2
第三章
循环伏安法
图-3
可逆、准可逆和完全不可逆电极过程的循环伏安图
第三章
循环伏安法
电分析化学
循环伏安法的应用 1、可逆过程标准电极电位的测定 对于可逆电极过程，用循环伏安法测定标准电 极电位（E0)是很方便的，即：
14
E 0 (E pa E pc ) / 2
(3)
对于不可逆电极过程，则上式不适用。
第三章
循环伏安法的应用 2、电极过程可逆性的研究
循环伏安法
15
通过获得的循环伏安曲线（见图3），可以十 分方便地获知反应物得失电子的难易以及氧化还 原反应的可逆性程度。
第三章
基本原理
循环伏安法
3
循环伏安法是以线性扫描伏安法的电位扫描到
头后，再回过头来扫描到原来的起始电位值，所得
的电流-电压曲线为基础的分析方法。其电位与扫描 时间的关系，如图1所示。
电分析化学
基本原理 由图可知，扫描电压呈等腰三角形。如果前半 部扫描（电压上升部分）为电活性组分在电极上被 还原的阴极过程，则后半部扫描（电压下降部分） 为还原产物重新被氧化的阳极过程。因此，一次三
22
应，部分地转化为
苯醌，两者均为电 活性物质。
第三章
循环伏安法的应用 在作阴极扫描 时，对-亚氨苯醌被 重新还原为对-氨基 苯酚而形成峰2，
循环伏安法
23
而苯醌在较负的电
位上被还原为对苯 二酚形成峰3。
电分析化学
循环伏安法的应用 再一次阳极扫描时，对苯二酚被氧化为苯醌， 形成峰4；而峰5与峰1的过程相同，即对-氨基苯酚 被氧化为对-亚氨基苯醌。 为证明峰3和峰4是苯醌和对苯二酚的还原和氧
电分析化学
基本原理 式（1）、（2）相减，得到阴极、阳极峰电位 Epa,Epc之差关系式如下：
10
E E p a E p c
RT 58 2.2 mV nF n
(4)
上式是判断电极过程可逆性程度的重要指标之一。第三章基本原理循环伏安法11
应该指出，⊿Ep的确切值与扫描过阴极峰电位之后 多少毫伏再回扫有关。一般在57/n（毫伏）至63/n （毫伏）之间。当扫过阴极峰电位之后有足够的豪伏 数之后，上式是判断电极过程可逆性程度的重要指标
电 分 析 化 学
（2008年化学学院本科生课程）
谢天尧*
（中山大学 化学学院分析科学研究所，*cesxty@）
2008年3月10日
第三章
循环伏安法
1
循环伏安法 （Cycle Voltammetry, CV） 循环伏安法是最重要的电分析化学研究方法之一。 在电化学、无机化学、有机化学、生物化学等研究领 域有着广泛的应用。目前文献中报道采用循环伏安法 实验用来观察物质在电极上的氧化和还原反应，氧化 和还原的价态，电极反应的可逆性等，它主要不是用 于定量分析而主要是用于电极反应的机理的研究。
循环伏安法
17
循环伏安法不仅可以发现、鉴别电极过程的 中间产物，还可以获得不少关于中间产物电化学 及其它性质的信息。
例如，四苯基卟啉（TPP）溶于碳酸乙酰中，
可得到图4所示的循环伏安图，出现两对氧化还原 峰，表明它同时存在两种稳定的氧化还原态。
电分析化学
循环伏安法的应用 3、电极过程产物的鉴别 又例如，由四个铁、四个五茂环和四个一氧 化碳组成的金属化合物[(r-C5H4)-Fe(CO)]4，将其 溶于乙晴中，可得到图5所示的循环伏安图，出现
图-4
第三章
循环伏安法
图-5
第三章
循环伏安法
图-6
耦合平行（催化）化学反应的电极过程的循环伏安图
第三章
循环伏安法
表-1
电极过程可逆性程度的判据
表1 列出了可逆、准可逆和完全不可逆电极反
应的判据。
电分析化学
循环伏安法的应用 2、电极过程可逆性的研究 通过获得的循环伏安曲线（见图3），可以十 分方便地获知反应物得失电子的难易以及氧化还 原反应的可逆性程度。
16
表1 列出了可逆、准可逆和完全不可逆电极反
应的判据。
第三章
循环伏安法的应用 3、电极过程产物的鉴别
第三章
基本原理 对于可逆电极过程： 正向扫描时：Ox + 2e 反向扫描时：Re
循环伏安法
7
Re Ox + 2e
RT CO x E E ln( ) nF CR e
o
电分析化学
基本原理 可逆电极过程的峰电位（图2）与标准电极电位 （E0),又有如下的关系：
8
E pc
RT E 1.1 nF
20
和峰1的位置相同。对于上述循环伏安图可作如下
解释：
第三章
循环伏安法的应用 在第一次阳极扫描 时，电极附近溶液中只 有对-氨基苯酚是电活 性物质，在电极上被氧
循环伏安法
21
化生成对-亚氨基苯醌，
得到阳极峰1。
电分析化学
循环伏安法的应用 接着，电极反 应产物在电极附近 的溶液中，与水和 氢离子发生化学反
0
(1) (2)
RT E p a E 1.1 nF
0
第三章
基本原理
循环伏安法
9
式（1）、（2）相加，得到标准电极电位（E0) 与Epa,Epc的关系式如下：
E 0 (E pa E pc ) / 2
(3)
可见对于可逆电极过程，反应产物稳定，用循环 伏安法测定标准电极电位（E0)是很方便的。
为1，是判别反映是否可逆体系的重要依据。
第三章
基本原理
循环伏安法
13
以上讨论的是电极过程完全可逆的情况。对于其 它的情况，根据阴极、阳极峰的峰电流和峰电位的关 系又可以区分为准可逆和完全不可逆电极过程。 对于完全不可逆电极过程，循环伏安曲线图中，
只有阴极或阳极峰电流，上下两支曲线是完全不对称
的。介于两者之间的，称之为准可逆。见图3。
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角波扫描完成一个还原过程和氧化过程的循环，故
称为循环伏安法。
第三章
基本原理
循环伏安法
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当工作电极被施加的扫描电压激发时，其上 将产生响应电流。以该电流（纵坐标）对电位 （横坐标）作图，称为循环伏安图。典型的循环 伏安图如图2 所示。该图是在1.0 mol/L KNO3电解
质溶液中，6×10-3mol/L K3Fe(CN)6在Pt工作电极