PAGE\*MERGEFORMAT8北京理工大学物理化学实验报告可逆体系的循环伏安研究班级：09111101实验日期：2013-4-16实验目的掌握循环伏安法研究电极过程的基本原理2、学习使用CHI660电化学综合分析仪3、测定K3Fe(CN)6体系在不同扫描速率时的循环伏安图实验原理基本原理是：根据研究体系的性质，选择电位扫描范围和扫描速率，从选定的起始电位开始扫描后，研究电极的电位按指定的方向和速率随时间线性变化，完成所确定的电位扫描范围到达终止电位后，会自动以同样的扫描速率返回到起始电位。在电位进行扫描的同时，同步测量研究电极的电流响应，所获得的电流－电位曲线称为循环伏安曲线或循环伏安扫描图。通过对循环伏安扫描图进行定性和定量分析，可以确定电极上进行的电极过程的热力学可逆程度、得失电子数、是否伴随耦合化学反应及电极过程动力学参数，从而拟定或推断电极上所进行的电化学过程的机理。循环伏安法研究体系是由工作电极、参比电极、辅助电极构成的三电极系统，工作电极和参比电极组成电位测量，工作电极和辅助电极组成的回路测量电流。本实验采用甘汞电极做参比电极，铂电极做辅助电极，金电极做工作电极，测量体系为K3Fe(CN)6体系。根据Nernst方程，当Ep的数值接近2.3RT/zF，且ipa与ipc的数值相等或接近时，电极反应是可逆过程。但是，△Ep值与电位扫描范围、扫描时换向电位等实验条件有关，其值会在一定范围波动。当实验测定温度为298K，由Nernst方程计算得出的△Ep／mV＝59/z，如果从循环伏安图得出的△Ep／mV的值在55/z～65/z范围，即可认为电极反应是可逆过程。三、实验主要仪器CHI660电化学综合分析仪、电子天平、电极（金、铂丝、饱和甘汞）、恒温槽、双层三口瓶四、实验步骤及问题分析1、打开微机，开启CHI660电化学综合分析仪之后进入软件操作系统2、配制活化电极溶液，取15ml3.0mol/LH2SO4稀释至45ml。3、检查电极之后将电极和双层三口瓶清洗干净，将稀释的H2SO4稀释倒入双层三口瓶，饱和甘汞电极连接白色夹子，金电极连接绿色夹子，光亮电导电极连接红色夹子，然后进行循环伏安扫描操作从而活化电极，参数设置如下：InitE(V):1.2HighE(V):1.2LowE(V):-1.2Initialscam:NegativeScanrate(V/s):0.3Sweepsegments:50Sampleinterval(V):0.001Quiettime(s):2Sensitivity1.00E-02可以观察到铂电极上有大量的气泡产生，金电极下附着一个大气泡，扫描图像越来越低。4、测量溶液体系的循环伏安测定1）溶液配置：称取0.0005molK3Fe(CN)6、0.0005molK4Fe(CN)6·3H2O和0.04molKNO3于洗净的烧杯中，用水溶解后转移至100ml容量瓶中，定容。2）将配置混合液装入双层三口瓶，按原方式连接电极，改变参数之后进行循环伏安扫描。参数设置为：InitE(V):0.5HighE(V):5.00E-01LowE(V):-0.2Initialscam:NegativeScanrate(V/s):0.05,0.1,0.2,0.25,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8Sweepsegments:2Sampleinterval(V):1.00E-03Quiettime(s):2Sensitivity(s):1.e-004每次扫描完成之后简单处理数据，读出峰值之后保存数据，并将图像复制到word文档中。五、实验数据处理及分析下图为扫描速率为50mV/s时的循环伏安曲线图在记录实验数据是发现，扫描速率为0.2V•s-1的图像没有显示Epc，Ipc，Epa，Ipa数据，如下图所示，故舍去该组数据。在不同的扫描速率下的Epc、Ipc，、Epa，、Ipa数据记录如下：υ/(V/s)EpcipcEpaipaΔEp／Vυ1/2/（V/s）1/2ipc/υ1/2ipa/υ1/20.0500.1623.77E-050.284-4.31E-050.1220.2241.68E-04-1.93E-040.1000.1465.46E-050.287-5.73E-050.1410.3161.73E-04-1.81E-040.2500.1238.26E-050.299-8.05E-050.1760.5001.65E-04-1.61E-040.3000.1208.90E-050.299-8.65E-050.1790.5481.62E-04-1.58E-040.4000.1119.94E-050.304-9.54