循環(huán)伏安法原理

循環(huán)伏安法原理循環(huán)伏安法定義+原理+參數(shù)設(shè)置一、循環(huán)伏安法(CyclicVoltammetry)—種常用的電化學(xué)研究方法。該法控制電極電勢(shì)以不同的速率，隨時(shí)間以三角波形一次或多次反復(fù)掃描，電勢(shì)范圍是使電極上能交替發(fā)生不同的還原和氧化反應(yīng)，并記錄電流?電勢(shì)曲線。根據(jù)曲線形狀可以判斷電極反應(yīng)的可逆程度，中間體、相界吸附或新相形成的可能性，以及偶聯(lián)化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)等。常用來(lái)測(cè)量電極反應(yīng)參數(shù)，判斷其控制步驟和反應(yīng)機(jī)理，并觀察整個(gè)電勢(shì)掃描范圍內(nèi)可發(fā)生哪些反應(yīng)，及其性質(zhì)如何。對(duì)于一個(gè)新的電化學(xué)體系，首選的研究方法往往就是循環(huán)伏安法,可稱(chēng)之為一電化學(xué)的譜圖。本法除了使用汞電極外，還可以用鉗、金、玻璃碳、碳纖維微電極以及化學(xué)修飾電極等?；驹砣缫缘妊切蔚拿}沖電壓加在工作電極上，得到的電流電壓曲線包括兩個(gè)分支，如果前半部分電位向陰極方向掃描，電活性物質(zhì)在電極上還原，產(chǎn)生還原波，那么后半部分電位向陽(yáng)極方向掃描時(shí)，還原產(chǎn)物又會(huì)重新在電極上氧化，產(chǎn)生氧化波。因此一次三角波掃描，完成一個(gè)還原和氧化過(guò)程的循壞，故該法稱(chēng)為循環(huán)伏安法，其電流一電壓曲線稱(chēng)為循環(huán)伏安圖。如果電活性物質(zhì)可逆性差，則氧化波與還原波的高度就不同，對(duì)稱(chēng)性也較差。循環(huán)伏安法中電壓掃描速度可從每秒種數(shù)毫伏到1伏。工作電極可用懸汞電極，或鉗、玻碳、石墨等固體電極。循環(huán)伏安法的應(yīng)用循環(huán)伏安法是一種很有用的電化學(xué)研究方法,可用于電極反應(yīng)的性質(zhì)、機(jī)理和電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)參數(shù)的研究。但該法很少用于定量分析。電極可逆性的判斷循環(huán)伏安法中電壓的掃描過(guò)程包括陰極與陽(yáng)極兩個(gè)方向，因此從所得的循環(huán)伏安法圖的氧化波和還原波的峰高和對(duì)稱(chēng)性屮可判斷電活性物質(zhì)在電極表面反應(yīng)的可逆程度。若反應(yīng)是可逆的，則曲線上下對(duì)稱(chēng)，若反應(yīng)不可逆，則曲線上下不對(duì)稱(chēng)。電極反應(yīng)機(jī)理的判斷循環(huán)伏安法還可研究電極吸附現(xiàn)象、電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物、電化學(xué)一化學(xué)耦聯(lián)反應(yīng)等,對(duì)于有機(jī)物、金屬有機(jī)化合物及生物物質(zhì)的氧化還原機(jī)理研究很有用。3、循環(huán)伏安法的用途(1)、判斷電極表面微觀反應(yīng)過(guò)程(2)、判斷電極反應(yīng)的可逆性(3)、作為反應(yīng)一摸條件的手段(4)、為有機(jī)合成一摸條件(5)、前置化學(xué)反應(yīng)(CE)的循環(huán)伏安特征(6)、后置化學(xué)反應(yīng)(EC)的循環(huán)伏安特征(7)、催化反應(yīng)的循環(huán)伏安特征二、循壞伏安法相關(guān)問(wèn)題：1、利用循環(huán)伏安確定反應(yīng)是否為可逆反應(yīng)(一般這兩個(gè)條件即可)①?氧化峰電流與還原峰電流之比的絕對(duì)值等于1?［有時(shí)對(duì)同一體系,掃描速率不同也會(huì)在一定程度上影響其可逆性的一般而言，掃描速度對(duì)峰電位沒(méi)有影響，但掃描速率越大其電化學(xué)反應(yīng)電流也就越大?］②.氧化峰與還原峰電位差約為59/nmV,n為電子轉(zhuǎn)移量（溫度一般是293K）.［但是一般我們實(shí)驗(yàn)時(shí)候不是在這個(gè)溫度下，因此用這個(gè)算是有誤差的，一般保證其值在lOOmv以下都算合理的誤差?］2、判斷擴(kuò)散反應(yīng)或者是吸附反應(yīng)：改變掃描速率，看峰電流是與掃描速率還是它的二次方根成正比。a.若是與掃描速率成線性關(guān)系，就是表面控制b若是與二次方根成線性關(guān)系，就是擴(kuò)散控制?3、循壞伏安曲線中氧化峰與還原峰的確定還原峰：陰極反應(yīng)的電流是陰極電流，對(duì)應(yīng)的峰為還原峰，峰電位越正，峰電流越人，越容易還原；氧化峰：陽(yáng)極反應(yīng)的電流是陽(yáng)極電流，對(duì)應(yīng)的峰為氧化峰，峰電位越負(fù)，峰電流越大，越容易氧化。、從電位上可以判斷，對(duì)于同一氧化還原電對(duì)，通常氧化峰位于還原峰較正的位置上，也就說(shuō)，峰電位較正的峰是氧化峰，峰電位較負(fù)的峰是還原峰，這是極化造成的結(jié)果。、看掃描方向：循環(huán)伏安法參數(shù)設(shè)置中有一項(xiàng)起始掃描極性（negtive還是positive）：正掃（從低電壓向高電壓掃描）是指從負(fù)電位到正電位，掃出的峰就是氧化峰；負(fù)掃（從高電壓向低電壓掃描）是指從正電位到負(fù)電位，說(shuō)明外加電路給電極上加電子，溶液