循環(huán)伏安法上課講義.ppt

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1、循環(huán)伏安法一、循環(huán)伏安法以快速線性掃描的形式施加三角波電壓，一次三角波掃描完成一個還原過程和氧化過程的循環(huán)，然后根據(jù)i—φ曲線進行分析的方法稱為循環(huán)伏安法。二、工作原理(一)基本裝置同普通極譜法。1.三角波電壓將線性掃描電壓施加到電極上，從起始電壓Ui開始沿某一方向掃描到終止電壓Us后，再以同樣的速度反方向掃至起始電壓，加壓線路成等腰三角形，完成一次循環(huán)。根據(jù)實際需要，可以進行連續(xù)循環(huán)掃描。圖8-17(二)工作原理1.當三角波電壓增加時，(即電位從正向負掃描時)溶液中氧化態(tài)電活性物質會在電極上得到電子發(fā)生還原反應，產生還原峰。O+ne

2、-?R2.當逆向掃描時，在電極表面生成的還原性物質R又發(fā)生氧化反應，產生氧化峰。R?O+ne-(三)循環(huán)伏安圖圖8-18圖上部位，當電位從正向負掃描時，電活性組分在電極上發(fā)生還原反應，產生還原波，稱為陰極支，其峰電流為ipc，峰電位為φpc。圖下部位，當逆向掃描時，電極表面的還原態(tài)物質發(fā)生氧化反應，產生氧化波，稱為陽極支，其峰電流為ipa，峰電位為φpa。(四)峰電流、峰電位方程式1.峰電流方程式——與單掃描極譜法相同2.峰電位方程式+：氧化波-：還原波n為電子轉移數(shù)；D為被測物質的擴散系數(shù)，v為掃描速度，A為電極面積，c為被測物質的

3、濃度三、應用(一)判斷電極過程的可逆性對于可逆的電極反應，循環(huán)伏安圖的上下兩條曲線是對稱的，則：峰電流：峰電位：峰電位之差滿足此式，即電極反應是可逆的。b為部分可逆，它雖然也有還原電位峰和氧化電位峰，但是上下不對稱，也不滿足（3）、（4）兩式,但是峰電流均與電壓掃描速度√v成正比。峰電位隨電壓掃描速度的增加而變化，陰極峰變負，陽極峰變正。c為不可逆，因為它只有一個還原峰，反方向掃描時雖然有連續(xù)的電流衰減但是沒有得到氧化峰，ipc與電壓掃描速度√v成正比。當電壓掃描速度明顯增加時，φpc明顯變負。(二)電極反應機理的研究循環(huán)伏安法可用于

4、電化學-化學偶聯(lián)過程的研究，即在電極反應過程中還伴隨著化學反應的產生。圖8-19解釋對氨基苯酚的循環(huán)伏安圖(1)從起點S開始，電位往正方向進行陽極掃描，得到陽極峰1。(2)然后反向向陰極掃描，又出現(xiàn)兩個陰極峰2和3。(3)再進行一次陽極掃描，則又出現(xiàn)兩個陽極峰4和5，且峰5的電位值與峰1相同。解釋:(1)對氨基苯酚的氧化峰(2)此時，部分反應產物(對亞氨基苯醌)由于不穩(wěn)定，在電極表面發(fā)生化學反應，生成苯醌。此時溶液中含有:對-亞氨基苯醌又還原成對-氨基苯酚苯醌在較負的電位被還原成對苯二酚對苯二酚又氧化成苯醌峰5：同峰1此課件下載可自行

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