判断KFe(CN)电极过程的可逆性
9.27(学生)电化学实验--循环伏安法判断K3Fe(CN)6电极过程的可逆性
徐州工程学院教案徐州工程学院教案纸峰电流ip 可表示为：(1)式中K、n、D、v、A 和 c 分别为常数、电子转移数、扩散系数、电压扫描速率、电极面积和被测物质浓度。
由式(1) 可见，峰电流与被测物质浓度、扫描速率等因素有关。
从循环伏安图可确定氧化峰峰电流i pa和还原峰峰电流i pc，氧化峰峰电位φpa和还原峰峰电位φpc值。
对于可逆体系，氧化峰与还原峰的峰电流之比为：(2)氧化峰与还原峰的峰电位之差为：(mV) (3)条件电位：由此可判断电极过程的可逆性。
铁氰化钾离子-亚铁氰化钾离子氧化还原电对的标准电极电位：三、仪器及试剂仪器：LK2005A电化学工作站(CHI)；铂片电极2 支；饱和甘汞电极1 支。
试剂：2.0×10-2mol·dm-3铁氰化钾标准溶液，1.0mol·dm-3的氯化钾溶液，蒸馏水。
铬酸洗液：20g的K2Cr2O7，溶于40mL水中,将浓H2SO4360mL徐徐加入K2Cr2O7溶液中(千万不能将水或溶液加入H2SO4中),边倒边用玻璃棒搅拌,并注意不要溅出,混合均匀,冷却后,装入洗液瓶备用新配制的洗液为红褐色,氧化能力很强，当洗液用久后变为黑绿色（可加入固体高锰酸钾使其再生），即说明洗液无氧化洗涤力。
四、操作步骤电极可逆性判断在电解池(小烧) 中放入少(20mL ) 2.0×10-2mol·dm-3铁氰化钾标准溶液，1.0mol·dm-3的氯化钾溶液，插入2 支铂电极和 1 支饱和甘汞电极(取下橡胶帽)。
其中一支铂电极作指示电极，另一支铂电极作辅助电极，饱和甘汞电极作参比电极。
以扫描速率，从＋0.30 ~ -0.5 V 扫描，记录循环伏安图并判断电极可逆性。
存盘并记录ipa、ipc 和φpa、φpc 的值。
【铂片电极的处理：如上述判断出电极不可逆，则用铬酸洗液浸泡10 ~ 20 min 进行处理，然后用蒸馏水清洗，备用。
循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程
1010
3
3
实验原理
-0.2 0.0
E2
选定电位扫描
E/ V
范围E1～E2 和扫描
0.2 0.4
正向扫描
速率,从起始电位E1
开始扫描到达E2, 然
逆向扫描
E1
0.6 0 10
E1
40
后连续反向在扫描从
20
30
E2回到E1.
t s
图1-1 循环伏安法的典型激发信号
4
4
实验原理
2.循环伏安图分析
pc
20
d e
ipc
10
c a k b
f g
0
h
ipa
pa
阳极
i j
0.2 0.1 0.0 -0.1 -0.2
-10
-20 0.6
0.5
0.4
0.3
由图1-2 可见, 循环伏安图有两个 峰电流和两个峰电 位。ipc和 ipa分别表 示阴极峰值电流和 阳极峰值电流，对 应的阴极峰值电位 与阳极峰值电位分 别为Epc和Epa。
6
6
实验原理
4.计算原理
对可逆体系的正向峰电流,由Randles-savcik方程 可表示为: (1-3) i 2.69 105 n3 2AD1 21/ 2C
p
式中：ip为峰电流(A) A为电极面积(cm2) 为扫描速度(V/s)
n为电子转移数 D为扩散系数(cm2/s) c为浓度(mol/L)
i / 阴极
/v
图1-2 K3Fe(CN)6在KCL溶液中的循环伏安图
5
5
实验原理
3.判断电极可逆性 根据Nernst方程,在实验测定温度为298K时,计算 得出 △Ep = Epa- Epc≈59/n mV (1-1) 阳极峰电流ipa和阴极峰电流ipc 满足以下关系： ipc/ipa≈1 (1-2) 同时满足以上两式，即可认为电极反应是可逆过程。 如果从循环伏安图得出的 △Ep/mv = 55/n～65/n范围， 也可认为电极反应是可逆的。
实验7 循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程
实验7 循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程实验七循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程一、目的要求1．学习循环伏安法测定电极反应参数的基本原理及方法; 2．学会使用伏安仪;3．掌握用循环伏安法判断电极反应过程的可逆性。
二、试验原理循环伏安法(CV)是最重要的电分析化学研究方法之一。
由于其设备价廉、操作简便、图谱解析直观，能迅速提供电活性物质电极反应过程的可逆性，化学反应历程、电极表面吸附等许多信息。
因而一般是电分析化学的首选方法。
CV方法是将循环变化的电压施加于工作电极和参比电极之间，记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系曲线。
这种方法也常称为三角波线性电位扫描方法。
图1中表明了施加电压的变化方式：起扫电位为+0.8V，反向/起扫电位为-0.2V，终点又回扫到+0.8V。
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1.0mol/L的KNO3电解质溶液中，6×10-3mol/L 的K3Fe(CN)6在Pt工作电极上反应得到的结果。
起始电位Ei为+0.8V（a点），然后沿负的电位扫描(如箭头所指方向)，当电1位至Fe(CN)63�C可还原时，即析出电位，将产生阴极电流（b点）。
其电极反应为： [Fe(CN)6]3??e?[Fe(CN)6]4?随着电位的变负，阴极电流迅速增加（b-c-d），直至电极表面的Fe(CN)63-浓度趋近零，电流在d点达到最高峰。
然后迅速衰减（d-e-f），这是因为电极表面附近溶液中的Fe(CN)63-几乎全部因电解转变为Fe(CN)64-而耗尽。
当电压开始阳极化扫描时，由于电极电位仍相当的负，扩散至电极表面的Fe(CN)63-仍在不断还原，故仍呈现阴极电流。
当电极电位继续正向变化至Fe(CN)64-的析出电位时，聚集在电极表面附近的还原产物Fe(CN)64-被氧化，其反应为：[Fe(CN)6]4??e?[Fe(CN)6]3?这时产生阳极电流(i-j-k)，阳极电流随着扫描电位正移迅速增加，当电极表面的Fe(CN)64-浓度趋于零时，阳极化电流达到峰值（j点）。
实验一 循环伏安法判断电极过程
实验一循环伏安法判断电极过程一.实验目的1.学习和掌握循环伏安法的原理和实验技术。
2.了解可逆波的循环伏安图的特性以及测算玻碳电极的有效面积的方法。
3.学会使用电化学工作站二.实验原理循环伏安法是在固定面积的工作电极和参比电极之间加上对称的三角波扫描电压，记录工作电极上得到的电流与施加电位的关系曲线，即循环伏安图。
从伏安图的波形、氧化还原峰电流的数值及其比值、峰电位等可以判断电极反应机理。
与汞电极相比，物质在固体电极上伏安行为的重现性差，其原因与固体电极的表面状态直接有关，因而了解固体电极表面处理的方法和衡量电极表面被净化的程度，以及测算电极有效表面积的方法，是十分重要的。
一般对这类问题要根据固体电极材料不同而采取适当的方法。
对于碳电极，一般以Fe(CN)63-/4-的氧化还原行为作电化学探针。
首先，固体电极表面的第一步处理是进行机械研磨、抛光至镜面程度。
通常用于抛光电极的材料有金钢砂、CeO2、ZrO2、MgO和α-Al2O3粉及其抛光液。
抛光时总是按抛光剂粒度降低的顺序依次进行研磨，如对新的电极表面先经金钢砂纸粗研和细磨后，再用一定粒度的α-Al2O3粉在抛光布上进行抛光。
抛光后先洗去表面污物，再移入超声水浴中清洗，每次2~3分钟，重复三次，直至清洗干净。
最后用乙醇、稀酸和水彻底洗涤，得到一个平滑光洁的、新鲜的电极表面。
将处理好的碳电极放入含一定浓度的K3Fe(CN)6和支持电解质的水溶液中，观察其伏安曲线。
如得到如图所示的曲线，其阴、阳极峰对称，两峰的电流值相等（i pc/i pa=1）,峰峰电位差ΔE p约为70mV（理论值约60 mV），即说明电极表面已处理好，否则需要重新抛光，直到达到要求。
有关电极有效表面积的计算，可根据Randles-Sevcik公式：在25℃时，i p=(2.69×105)n3/2AD o1/2v1/2C o其中A为电极的有效面积（cm2），D o为反应物的扩散系数（cm2/s），n为电极反应的电子转移数，v为扫速（V/s），C o为反应物的浓度（mol/cm3）, i p为峰电流（A）。
实验 循环伏安法判断电极过程
实验一循环伏安法判断电极过程一、目的要求1.学会电化学工作站的使用，学习固体电极表面的处理方法2. 掌握用循环伏安法判断电极过程的可逆性。
3. 了解可逆波的循环伏安图的特性,学会解释循环伏安图二、实验原理循环伏安法是以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，在电极上施加线形扫描电压，当到达设定的终止电压后，再反向回扫至某设定的起始电压，电压与扫描时间的关系如图1所示。
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，如图2所示。
假设溶液中有电活性物质）则电极上发生如下电极反应：正向扫描时，电极上将发生还原反应：O + Ze = R反向回扫时，电极上生成的还原态R将发生氧化反应：R = O + Ze峰电流可表示为：i p = Kn 3/2D 1/2m 2/3t 2/3ν1/2c图2其峰电流与被测物质浓度c 、扫描速度ν等因素有关。
上式是扩散控制的可逆体系电极过程电流方程式，如果电极过程受吸附控制，则电流的大小与ν成正比。
由循环伏安图可以得到氧化峰峰电流（i pa ）与还原峰峰电流（i pc ）以及氧化峰峰电位φpa 、还原峰峰电位φpc 值。
对于可逆体系，曲线上下对称，氧化峰峰电流与还原峰峰电流比等于1：i pa /i pc =1氧化峰电位与还原峰电位差：Δφ= φpa — φpc ≈0.058/n条件电位：φo ′=(φpa +φpc )/2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， 只有一个氧化或还原峰，电极过程即为不可逆，由此可判断电极过程的可逆性。
不可逆体系：△ >58/n mv i Pa /i Pc <1i —E曲线铁氰化钾离子-亚铁氰化钾离子氧化还原电对的标准电极电位: [Fe(CN)6]3-+ e = [Fe(CN)6]4- φө= 0.36 V (vs.NHE)三、仪器与试剂1. 仪器电化学工作站；铂盘电极、铂丝电极和饱和甘汞电极2. 试剂 1.0 × 10-2 mol/L K3[Fe(CN)6] 0.5 mol/L KNO3四、实验步骤1.玻璃碳电极的处理首先，固体电极表面的第一步处理是进行机械研磨、抛光至镜面程度。
循环伏安法判断电极过程
循环伏安法判断电极过程实验人：王壮 同组实验：余晓波 实验时间：2016.2.22一、实验目的（1）掌握用循环伏安法判断电极过程的可逆性 （2）学习使用电化学工作站 （3）测量峰电流和峰电位二、实验原理循环伏安法与单扫描极谱法类似。
在电极上施加线性扫描电压，当到达某设定的终止电压后，再反向回扫至某设定的起始电压。
若溶液中存在氧化态O ，电极上将发生还原反应：O ze R +反向回扫时，电极上生成的还原态R 将发生氧化反应：R O ze +峰电流可表示为2221133322p i Kz D m t v c =峰电流与被测物质浓度c 、扫描速率v 等因素有关。
从循环伏安图可确定氧化峰峰电流pa i 和还原峰峰电流pc i 、氧化峰峰电位pa ϕ和还原峰峰电位pc ϕ。
对于可逆体系，氧化峰峰电流与还原峰峰电流比为1pa pci i =氧化峰峰电位与还原峰峰电位差为0.058=pa pc zϕϕϕ∆-≈ 条件电位'ϕ为'=2pa pcϕϕϕ-由此可以判断电极过程的可逆性三、仪器与试剂仪器：电化学工作站；金圆盘电极：铂圆盘电极或玻璃碳电极，铂丝电极和饱和甘汞电极。
试剂：-21.0010/mol L ⨯ ；1.0/mol L 四、实验步骤1、电极的预处理 将电极表面进行抛光处理2、 溶液的循环伏安图在电解池中放入31.0010/mol L -⨯ +0.50/mol L 溶液，插入铂圆盘（或金属盘）指示电极、铂丝辅助电极和饱和甘汞电极，通N 2除去O 2.扫描速率20/mV s ,从0.800.20V +-扫描，记录循环伏安图以不同扫描速率：10/,40/,60/,80/,100/mV s mV s mV s mV s mV s 和200/mV s ，分别记录从0.800.20V +-扫描的循环伏安图。
3、不同浓度 溶液的循环伏安图以20/mV s 扫描速率，从0.800.20V +-扫描，分别记录51.0010/mol L -⨯、41.0010/mol L -⨯、31.0010/mol L -⨯ +0.50/mol L 溶液的循环伏安图四、实验数据1、31.0010/mol L -⨯ +0.50/mol L 溶液在不同扫描速度下的循环伏安图图1.40mV/s 扫描速度图3.80mV/s扫描速度图4.100mV/s扫描速度由化学工作站软件的测量功能可以测得氧化峰峰电流pa i 、还原峰峰电流pc i 、氧化峰峰电位pa ϕ、还原峰峰电位pc ϕ由40mV/s 扫描速率得出速率为例计算：-6-6-4.3910=||=1.024.3210papc i i ⨯⨯ 氧化峰峰电位与还原峰峰电位差==0.227-0.136=0.1815V pa pc ϕϕϕ∆- 条件电位0.227-'===0.091220.136pa pcϕϕϕ-同理可计算出其他扫描速率下各项数据并得下表：表1. 31.0010/mol L -⨯ +0.50/mol L 溶液在不同扫描速度下的数据以pa i 和pc i 对12v 作图，可以得到如下图形v (m V /s )2、不同浓度 溶液在100mV/s 扫描速率下的的循环伏安图图8. 31.0010/mol L -⨯ +0.50/mol L 溶液的循环伏安图v (m V /s )Ipc (10-6A)测量并计算得下表:图9. 41.0010/mol L -⨯ +0.50/mol L 溶液的循环伏安图图10. 51.0010/mol L -⨯ +0.50/mol L 溶液的循环伏安图表2. 不同浓度 溶液在100mV/s 扫描速率下的的数据电极过程的可逆性可由1pa pc i i =、0.058=pa pc z ϕϕϕ∆-≈两式来判断，如果pa pci i 与1相差很大或者ϕ∆与0.058z相差很大则电极过程为不可逆电极 在表1中，可以计算得到pa pci i 的平均值为=0.98pa pci i ，可以得出本实验电极过程的可逆性较为理想的结论。
可逆反应的判断方法
可逆反应的判断方法
宝子！今天咱们来唠唠可逆反应咋判断哈。
一、从定义出发。
可逆反应呢，就是在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。
这就好比你能从家走到学校，也能从学校走回家，路是双向的哦。
比如说氮气和氢气合成氨的反应，在高温高压催化剂的条件下，氨气能分解成氮气和氢气，同时氮气和氢气又能合成氨气，这就是典型的可逆反应。
二、看反应进行的程度。
三、化学平衡状态。
当反应达到化学平衡的时候，正反应速率和逆反应速率相等，各物质的浓度不再改变。
这就像是两个人在拔河，两边的力气一样大了，绳子就不动了。
如果一个反应能够达到这样一种状态，那它基本就是可逆反应。
比如说在一个密闭容器里，碘化氢分解成氢气和碘单质，反应到一定程度，氢气、碘单质和碘化氢的浓度都不变了，这就说明这个反应是可逆反应。
四、反应方程式的表示。
如果一个反应方程式用可逆符号（⇌）来表示，那它肯定是可逆反应啦。
这就像是一个小标志，告诉你这个反应不是那种只能单向进行的哦。
像乙酸和乙醇反应生成乙酸乙酯和水的反应，方程式就是用可逆符号，我们一看就知道这是可逆反应。
宝子，掌握了这些方法，以后再遇到判断可逆反应的题，就不会抓瞎啦。
加油哦！。
循环伏安法测定铁氰化钾实验报告(华南师范大学)
实验四循环伏安法研究铁氰化钾的电极反应过程一、实验目的（1）学习电化学工作站的使用及固体电极表面的处理方法（2）掌握用循环伏安法判断电极过程的可逆性二、实验原理循环伏安法（CV法）是以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，在电极上施加线形扫描电压，从设定的起始电压开始扫描，到达设定的终止电压后，再反向回扫至设定的起始电压。
如果前半部分电压由高向低扫描，电活性物质在电极上还原（Ox + n e Red），产生还原波；则后半部分电压由低向高扫描时，还原产物又会在电极上氧化（Red -n e Ox），产生氧化波。
得到的电流~电压曲线（i ~ E曲线）称为循环伏安图（CV图）。
一次三角波扫描，完成一个还原和氧化过程的循环。
Fe(CN)63- + e Fe(CN)64-铁氰化钾（K3Fe(CN)6）的峰电流（i p）与电极表面活度的关系式为：式中，n、c和v分别为电活性物质的电子转移数、浓度和扫描速率。
i p与v1/2、c成正比。
对于可逆体系，氧化峰电流（i pa）与还原峰电流（i pc）之比i pa / i pc≈ 1，氧化峰电位（E pa）与还原峰电位（E pc）之差∆E p = E pa- E pc≈ 0.059/n，条件电位Eө' = (E pa + E pc)/2。
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，∆E p > 0.059/n，i pa / i pc < 1。
甚至只有一个氧化或还原峰，电极过程即为不可逆。
由此可判断电极反应过程的可逆性。
三、仪器和试剂（1）仪器：CHI620E电化学工作站、三电极系统（玻碳电极、铂丝电极、参比电极）（2）试剂：1.0 × 10-2 mol·L-1 K3Fe(CN)6溶液、1.0 mol·L-1 KNO3溶液四、实验步骤1. 玻碳电极的处理用Al2O3粉将电极表面抛光，用去离子水清洗，超声。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验判断K3Fe(CN)6电极过程的可逆性
一、实验目的
掌握用循环伏安法判断电极过程的可逆性。
二、实验原理
循环伏安法在电极上施加线性扫描电压，当到达设定的某终止电压后，再反方向回扫至设定的某起始电压。
若溶液中存在氧化态O，电极上将发生还原反应： O+ne=R
反向回扫时，电极上生成的还原态R将发生氧化反应： R=O+ne
在一定扫描速率下，从起始电位负向扫描，溶液中[Fe(CN)6]3-被还原生成[Fe(CN)6]4-，产生氧化电流；当正向扫描变到原起始电位在工作电极表面生成的[Fe(CN)6]3-被氧化生成[Fe(CN)6]3-，产生还原电流。
从循环伏安图可确定氧化峰峰电流i pa 和还原峰峰电流i pc，氧化峰峰电位φpa 和还原峰峰电位φpc 值。
对于可逆体系，氧化峰与还原峰的峰电流之比为：
氧化峰与还原峰的峰电位之差为：
(mV)
由此可判断电极过程的可逆性。
三、仪器及试剂
仪器：电化学工作站(CHI600D)；铂柱电极1支；铂丝电极1支；饱和甘汞电极1支。
试剂：1mol·L-1 KNO3溶液，0.01 mol·L-1K4 [Fe(CN)6]溶液
四、实验内容
1.配制不同浓度的K4 [Fe(CN)6]溶液：依次取1ml、
2.5ml、5ml的0.01 mol·L-1K4 [Fe(CN)6]溶液于25ml的容量瓶中，每个均加入2.5ml的1mol·L-1 KNO3溶液，稀释至刻度，摇匀，充氮气除氧5分钟，备用。
2.铂片电极的处理
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。
3.溶液的循环伏安图
在电解池中插入电极，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100 mV/s；起始电位为0.3V；终止电位为-0.1V。
开始循环伏安扫描，记录循环伏安图。
五、结果与讨论
1.计算并列出i pa / i pc 值、Δφ值。
2.从实验结果说明在KNO3 溶液中极谱电极过程的可逆性。
六、注意事项
1.指示电极表面必须仔细处理，否则严重影响伏安曲线的形状。
2.每次扫描之间，为使电极表面恢复初始条件，应将电极提起后再放入溶液中或用搅拌子搅拌溶液，等溶液静止 1 ～ 2 min 再扫描。
3.以上作图均应使用作图软件并打印。
七、思考题
1.解释溶液的循环伏安图。
2.如何用循环伏安法来判断极谱电极过程的可逆性。