循环伏安法ppt课件

1、1循环伏安法（Cycle Voltammetry, CV）2 循环伏安法是最重要的电分析化学研究方法之一。在电化学、无机化学、有机化学、生物化学等研究领域有着广泛的应用。用于研究电极反应的性质、机理和电极过程动力学参数等。循环伏安法还可用于电化学-化学偶联过程的研究，即在电极反应过程中，还伴随有其他化学反应的发生。3一、循环伏安法 以快速线性扫描的形式施加三角波电压，一次三角波扫描完成一个还原过程和氧化过程的循环，然后根据i曲线进行分析的方法称为循环伏安法。4二、工作原理( (一一) ) 基本装置基本装置n同普通极谱法。同普通极谱法。1. 三角波电压三角波电压 将线性扫描电压施加到电极上，从起

2、始电压Ui开始沿某一方向扫描到终止电压Us后，再以同样的速度反方向扫至起始电压，加压线路成等腰三角形，完成一次循环。根据实际需要，可以进行连续循环扫描。图8-175(二)工作原理1. 当三角波电压增加时，(即电位从正向负扫描时)溶液中氧化态电活性物质会在电极上得到电子发生还原反应，产生还原峰。 O + ne- R2. 当逆向扫描时，在电极表面生成的还原性物质R又发生氧化反应，产生氧化峰。 R O + ne-6(三)循环伏安图图8-18 图上部位，当电位从正向负扫描时，电活性组分在电极上发生还原反应，产生还原波，称为阴极支，其峰电流为i ipc pc ，峰电位为pc pc 。 图下部位，当逆向扫

3、描时，电极表面的还原态物质发生氧化反应，产生氧化波，称为阳极支，其峰电流为i ipa pa ，峰电位为pa pa 。7(四)峰电流、峰电位方程式1. 峰电流方程式与单扫描极谱法相同nFRTp11. 12/1 AcvDnip2/12/12/351069. 2 2. 峰电位方程式+ +：氧化波：氧化波 - -：还原波：还原波n为电子转移数；D为被测物质的扩散系数，v为扫描速度，A为电极面积，c为被测物质的浓度8三、应用( (一一) ) 判断电极过程的可逆性判断电极过程的可逆性1/ cappii)(5 .5625)(22. 2mVnCmVnFRTPPPPca 时时：n 对于可逆的电极反应，循环伏安图

4、的上下对于可逆的电极反应，循环伏安图的上下两条曲线是对称的，则：两条曲线是对称的，则：峰电流峰电流：峰电位峰电位：峰电位之差满足此式，峰电位之差满足此式，即电极反应是可逆的。即电极反应是可逆的。9 10 11b b为部分可逆，它虽然也有还原电位峰和氧化电位峰，但是上下不对称，也不满足（3）、（4）两式,但是峰电流均与电压扫描速度v成正比。峰电位随电压扫描速度的增加而变化，阴极峰变负，阳极峰变正。c c为不可逆，因为它只有一个还原峰，反方向扫描时虽然有连续的电流衰减但是没有得到氧化峰， i ip pc c与电压扫描速度v成正比。当电压扫描速度明显增加时， pcpc明显变负明显变负 。12(二)电

5、极反应机理的研究 循环伏安法可用于电化学循环伏安法可用于电化学- -化学偶联过程的研究，即在电极反化学偶联过程的研究，即在电极反应过程中还伴随着化学反应的产生。应过程中还伴随着化学反应的产生。13图8-19解释对氨基苯酚的循环伏安图(1) 从起点从起点S开始，电位往正方开始，电位往正方向进行阳极扫描，得到阳极峰向进行阳极扫描，得到阳极峰1。(2) 然后反向向阴极扫描，然后反向向阴极扫描，又出现两个阴极峰又出现两个阴极峰2和和3。(3) 再进行一次阳极扫描，再进行一次阳极扫描，则又出现两个阳极峰则又出现两个阳极峰4和和5，且峰且峰5的电位值与峰的电位值与峰1相同。相同。14解释:(1)对氨基苯对氨基苯酚的氧化峰酚的氧化峰OHNH2ONH+ 2H+2e-(2)此时，部分反应产物此时，部分反应产物(对亚氨基苯醌对亚氨基苯醌)由于不由于不稳定，在电极表面发生稳定，在电极表面发生化学反应，生成苯醌。化学反应，生成苯醌。ONHOOH3O+KNH4+ONHOO此时溶液中含有此时溶液中含有:ONH+2e-2H+OHNH2+对对-亚氨基苯亚氨基苯醌又还原成醌又还原成对对-氨基苯酚氨基苯