循环伏安法测亚铁氰化钾

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 。

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(-0.2V)正向扫描到转折电位(+0.8V)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(+0.8V)变到原起始电位(-0.2V)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。

实验步骤：

(1)指示电极的预处理 铂电极用Al2O3粉末(粒径0.05µm)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0.1 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100mV/s;起始电位为-0.2V;终止电位为+0.8V。开始循环伏安扫描，记录循环伏安图。

(3)K4 [Fe(CN)6]溶液的循环伏安图 分别作0.01 mol·L-1、0.02 mol·L-1、

0.0 4 mol·L-1、0.06 mol·L-1、0.08 mol·L-1的K4 [Fe(CN)6]溶液(均含支持电解质NaCl浓度为0.1 mol·L-1)循环伏安图。

(4)不同扫描速率K4 [Fe(CN)6]溶液的循环伏安图 在0.04 mol·L-1 K4 [Fe(CN)6]溶液中，以100mV/s、150 mV/s、200 mV/s、250 mV/s、300 mV/s、350 mV/s,在-0.2至+0.8V电位范围内扫描，分别记录循环伏安图。

数据处理：

1.从K4 [Fe(CN)6]溶液的循环伏安图，测量ipa、 ipc、φpa 、 φpc的值。

2.分别以ipa、 ipc对K4 [Fe(CN)6]溶液的浓度作图，说明峰电流与浓度的关系

3.分别以ipa、 ipc对v1/2作图，说明峰电流与扫描速率间的关系。

4.计算ipa/ ipc的值φθ’值和Δφ值;说明K3 [Fe(CN)6]在KCl溶液中电极过程的可逆性。

注意事项：

1. 实验前电极表面要处理干净;

2. 扫描过程保持溶液静止。