循环伏安法实验原理与测量方法

实验七、循环伏安法观察Fe(CN)6

电极反应过程

一、实验目的

1、学习并理解可逆电极反应的发生条件。

3–/4–

及抗坏血酸的

2、学习循环伏安法测定电极反应参数的基本原理和方法。

3、熟悉仪器的使用并根据所测数据验证并判断电极反应是否是可逆反应。

二、实验原理

1、溶液中的电解质会离解出阴、阳离子，在外电场作用下发生定向移动产生电流使整个回路导通。在电场的作用下，阴、阳离子分别向阳极、阴极移动，并在电极表面发生氧化或还原反应。如果电极反应的速度足够快以致使得当离子刚移动到电极表面的反应区便立刻被反应掉，即电极表面总是处于缺少反应物的状态，这时电极表面的反应是可逆的，能量损失较小。

2、凡是能够测出电流电压关系获得I-U曲线的方法都可成为伏安法。循环伏安法便是让电压做循环变化同时测出电流的改变的方法。因此对于可逆的电极反应，所获得的曲线具有某种对称性，曲线会出现两个峰，电位差为：

?Ep?Epa?Epc?0.056 n其中，Epa和Epc分别对应阴极和阳极峰电势。对应的正向峰电流满足Randles-Savcik方程：

ip?2.69*105n3/2AD1/2v1/2c

其中ip为峰电流（A），n为电子转移数，A

循环伏安法原理及应用小结

1 电化学原理

1.1 电解池

电解池是将电能转化为化学能的一个装置，由外加电源，电解质溶液，阴阳电极构成。

阴极：与电源负极相连的电极（得电子，发生还原反应） 阳极：与电源正极相连的电极（失电子，发生氧化反应） 电解池中，电流由阳极流向阴极。 1.2 循环伏安法

1）若电极反应为O＋e-→R，反应前溶液中只含有反应粒子O，且O、R在溶液均可溶，控制扫描起始电势从比体系标准平衡电势(φ平)正得多的起始电势(φi)处开始势作正向电扫描，电流响应曲线则如图0所示。

图0 CV扫描电流响应曲线

2）当电极电势逐渐负移到(φ平)附近时，O开始在电极上还原，并有法拉第电流通过。由于电势越来越负，电极表面反应物O的浓度逐渐下降，因此向电极表面的流量和电流就增加。当O的表面浓度下

降到近于零，电流也增加到最大值Ipc，然后电流逐渐下降。当电势达到(φr)后，又改为反向扫描。

3）随着电极电势逐渐变正，电极附近可氧化的R粒子的浓度较大，在电势接近并通过(φ平)时，表面上的电化学平衡应当向着越来越有利于生成R的方向发展。于是R开始被氧化，并且电流增大到峰值氧化电流Ipa，随后又由于R的显著消耗而引起电流衰降。整个曲线称为“循环伏安曲线

实验一 循环伏安法判断电极过程

一、目的要求

1. 学会电化学工作站的使用，学习固体电极表面的处理方法 2. 掌握用循环伏安法判断电极过程的可逆性。

3. 了解可逆波的循环伏安图的特性,学会解释循环伏安图

二、实验原理

循环伏安法是以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，在电极上施加线形扫描电压，当到达设定的终止电压后，再反向回扫至某设定的起始电压，电压与

扫描时间的关系如图1所示。

得到的电流电压曲线包括两个分支，如果前半部分电位向阴极方向扫描，电活性物质在电极上还原，产生还原波，那么后半部分电位向阳极方向扫描时，还原产物又会重新在电极上氧化，产生氧化波。因此一次三角波扫描，完成一个还原和氧化过程的循环，故该法称为循环伏安法，其电流 —电压曲线称为循环伏安图，如图2所示。假设溶液中有电活性物质）则电极上发生如下电极反应：正向扫描时，电极上将发生

还原反应：

O + Ze = R

反向回扫时，电极上生成的还原态R将发生氧化反应：

R = O + Ze

峰电流可表示为：ip = Kn3/2D1/2m2/3t2/3ν1/2c

i—E

曲线

图2

其峰电流与被测物质浓度c、扫描速度ν等因素有关。上式是扩散控制的可逆

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8.2.3 模具零件常用测量仪器 1.测量器具的分类

测量器具按其用途的不同，可分为： （1）基准量具及量仪

1）量具：量块、多面棱体、基准刻线尺等。

2）量仪：激光测长仪（比长仪）、光波干涉比长仪等。

（2）通用量具及量仪 通用量具及量仪按结构特征的分类及其举例见表8.1

表8.1 通用量具及量仪按结构特征的分类及其举例 量具及量仪 结 构 特 征 举 例

量 具 无刻线量具 塞规、卡规（环规）、塞尺、各类量规及样板等 刻线量具 钢直尺、钢卷尺等

游标量具 游标卡尺、游标高度尺、游标深度尺、游标量角器等

螺旋测微量具 千分尺、内径千分尺、深度千分尺、杠杆千分尺、螺纹千分尺、公法线千分尺等 指示表类量具 百分表、千分表、杠杆百分表、杠杆千分表等 量 仪 机械量仪 杠杆齿轮式比较仪、拉簧比较仪等

光学量仪 光学自准直仪、光学比较仪、测长仪、干涉显微镜、工具显微镜、光学分度头、投影仪等 气动量仪 水柱式、浮标式和膜片式气动量仪等

电动量仪 电接触式、电感式、电容式和压电晶体

实验五 线性扫描伏安法和循环扫描伏安法

一．实验目的

1、 了解线性扫描伏安法和循环扫描伏安法的特点和基本原理。 2、掌握用循环伏安法判断电极过程的可逆性。

二 、基本原理

1、线性扫描伏安法

线性扫描伏安法是在电极上施加一个线性变化的电压，即电极电位是随外

加电压线性变化记录工作电极上的电解电流的方法。记录的电流随电极电位变化的曲线称为线性扫描伏安图。可逆电极反应的峰电流可由下式表示：

Ip=0.4463nFADo1/2Co*(n F v/RT)1/2=5.99*105n3/2Ado1/2v1/2Co* （1） 式中n为电子交换数，A为电极有效面积，Do为反应物的扩散数，v为电位扫描速度，Co*为反应物（氧化态）的本体浓度。也可简化为（A不变时） ip=kv1/2Co* （2） 即峰电流与扫描速度的1/2次方成正比，与反应物的本体浓度成正比。这就是线性扫描伏安法定量分析的依据。

对于可逆电极反应，峰电位与扫描速度无关，

CPШ高程测量方法及精度 张军

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轨道控制网CPⅢ是沿线路布设的三维控制网，起闭于基础平面控制网（CPⅠ）或线路控制网（CPⅡ）及线路水准基点，应在线下工程竣工，通过沉降变形评估后施测，为无砟轨道铺设和运营维护的三维基准。

无砟轨道铁路工程测量高程控制网为两级布设，第一级为线路水准基点控制网（二等），第二级为轨道控制网（CPⅢ）高程控制测量（精密）。所有CPⅢ平高共点。

1. 无砟轨道高程测量执行的标准及规范

(1)《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》（铁建设[2006]189号）；

(2)《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897-2006）；

(3)《国家三、四等水准测量规范》（GB 12898-91）；

(4)《工程测量规范》（GB50026-2007）； (5)《精密工程测量规范》（GB/T 15314-1994）。

2. 轨道控制网CPⅢ高程测量

2.1 CPⅢ

控制网测量设备

用于CPⅢ控制网高程测量的水准仪，标称精度应满足每公里水准测量往返测高差中数测量的中误差优于±0.3mm/km。

水准尺应采用整体因瓦水准标尺，与水准仪配套的尺垫，其重量应不低于3kg。与水准仪配套的脚架，应

通常用量缸表对气缸磨损进行测量。具体测量方法如下：

1 ．把内径百分表装在表杆的上端，并使表盘朝向测量杆的活动点，以便于观察，使表盘的短针有 1-2mm 的压缩量。

2 ．根据气缸的直径，选择合适的测量接杆，并将其固定在量缸表的下端。接杆固定好后与活动测杆的总长度应与被测气缸的尺寸相适应。

3 ．校正量缸表的尺寸，将千分尺校正到被测气缸的标准尺寸，再将量缸表校准到千分尺的尺寸，并使伸缩杆有 2mm 左右的压缩行程，旋转表盘，使表针对正零位。

4 ．将量缸表的测量杆伸入到气缸上部测量第一道活塞环在上止点位置时所对应的气缸壁，根据气缸的磨损规律。分别测量平行、垂直方向二组数值的磨损量。

5 ．将量缸表下移，用同样方法测量气缸中部和下部的磨损。气缸中部为上、下止点间的中间位置；气缸下部为距离气缸下边缘 10mm 左右处。

6 ．将所测得的各组数据分别填入下表中，并进行计算其圆度，圆柱度及最大磨损量，最后确定该发动机的处理方法。

用量缸表进行测量时，应注意使测量杆与气缸轴线保持垂直位置，以达到测量的准确性。当摆动量缸表时，其指针指示到最小读数时，即表示测量杆已垂直于气缸的轴线，这时才能记录读数，否则测量不

水准测量方法

任务四 水准测量的方法

水准测量方法

一、水准点和水准路线1.水准点 . 用水准测量方法测定的高程控制点。 用水准测量方法测定的高程控制点。 水准点记为BM (Bench Mark)。 水准点记为 。 根据水准点的重要程度及使用时间可把 水准点分为： 水准点分为：永久性水准点

临时性水准点

水准测量方法

(1)永久性水准点关键词语：永久保存，固定标志， 关键词语：永久保存，固定标志，国家 等级

水准测量方法

(2)临时性水准点关键词语：临时使用， 关键词语：临时使用，简易标志

水准测量方法

水准点的“点之记” (3)水准点的“点之记”便于以后使用查找， 便于以后使用查找，需绘制说明点 位的平面图，称之为点之记。 位的平面图，称之为点之记。 坞城山西建院

路78.56m

BM588.66m 136.78m

学府街学府大厦

水准测量方法

2.水准路线 . 水准测量施测时所经过的路线。 水准测量施测时所经过的路线。 水准路线的布设有单一水准路线和水 准网，其中单一水准路线有三种布设形式： 准网，其中单一水准路线有三种布设形式： (1)闭合水准路线 (2)附合水准路线 (3)支水准路线

水准测量方法

(1)闭合水准路线 )从一个已知水准点BM3开始，沿各待 开始， 从一

端粒长度测量方法:

DNA印迹法(Southern blot, SB)

SB已广泛应用于分析DNA和端粒结构. 用限制性核酸内切酶Hin fⅠ或Rsa Ⅰ消化DNA, 然后琼脂糖电泳分离不同大小的片段, 转移到硝酸纤维或尼龙膜上. 用32P同位素或生物素、碱性磷酸酯酶标记的端粒特异探针与其杂交(CCCATT)n. 末端限制酶切片段(TRF)通过光密度计定量测量. 选用Hin fⅠ或Rsa Ⅰ是因为这两种酶能频繁的切断DNA, 使亚端粒区域变得尽可能小. 用于SB分析的DNA应该是没有被打碎和纯度较高的, 但是因为DNA的高分子量、高黏度使得这点较难保证. TRF法得到的数据除代表所有染色体端粒的长度外, 还包括部分亚端粒区长度. 因此TRF法不能提供端粒的实际长度.

杂交保护分析法(hybridization protection assay,HPA)

HPA需要制备基因组DNA、细胞或组织溶胞产物同吖啶酯(AE)标记端粒的探针进行杂交, 检测发光强度, 确定端粒在Alu序列中比例. 研究表明, Alu序列中比例为0.01的端粒大约与2 kb的TRF法测量的端粒长度对应. HPA不需要完整的或没有修剪的DNA, 但是, 推荐使用下限为10

电阻的测量方法

电阻的测量

湖南 卢小柱

随着高考体制改革的不断深入，能充分反映学生基础知识和综合能力的设计型实验题已逐步成为高考实验命题的主体方向。从97年以来的近五年高考物理实验试题都是设计型实验题，而且都是以电学实验为主。下面具体谈谈如何根据实验器材来设计实验测量电阻阻值，以供参考。 一般来讲，测量电阻(包括未知电阻Rx、电源内阻r、电流表内阻RA、电压表内阻RV以及其它各种类型的电阻等)要用到的实验方法都是中学物理中学过的基础知识，如欧姆定律、串联分流原理、并联分压原理、等效替代原理等。下面分别介绍。

1．部分电路欧姆定律法

如果已知一个电压表、一个电流表及滑动变阻器等实验器材，要求测量未知电阻Rx的值，最简单的方法就是部分电路欧姆定律法(Rx=U/I)。只需要用电压表和电流表分别测出Rx两端的电压U及通过Rx的电流I，即可求

出Rx。如图1为常见的用电流表外接法测未知电阻的电路图。

利用这一方法只需测出一组电压、电流值即可求

出Rx，是一种常用方法，但由于电压表和电流表内电

阻的影响，造成了不可避免的系统误差。 图1

2．全电路欧姆定律法

在测量电池的内电阻实验中，我们通常采用的方法是用全电路欧姆定律法( =U+Ir)。由于试题给出的器材不同，这里