什么是循环伏安分析法

第三章 伏安分析法

一、填空题

1．同样浓度的铅离子（0.01 mol·L-1）在0.lmol·L-1KCl介质中所产生的极限扩散电流比在水中所产生的极限扩散电流约低一倍左右，这是由于__________________。 2． 不可逆极谱波在达到极限扩散电流区域时，电流是受________________控制。

3． 根据极谱波的对数分析图，对可逆极谱波，对数分析曲线的斜率为________________

________________________________________________。

4． 当金属离子形成较稳定的络离子之后，其可逆极谱波的半波电位往______方向移动。 5． 根据简单金属离子以及络合物的可逆极谱波，已知电子转移数，可以测定络合物的_____ 和______________。

6． 氯离子能在滴汞电极上进行下述电极反应：

2Hg＋2Cl- =Hg2Cl2＋2e- （25℃）

－

达到极谱波的半波电位时，半波电位E1/2与Cl浓度的关系式为__________________- ________________________。 7．对于平行

仪器分析讲课提纲

第5章 伏安与极谱分析法

教学时数：4学时 教学要求：

1、理解极谱分析原理、极化和去极化电极基本概念，极谱过程的特殊性。 2、理解半波电位、扩散电流方程式及影响扩散电流的因素。 3、掌握极谱定量分析方法， 4、掌握极谱干扰电流及其消除方法。 5、了解极谱分析方法的特点和应用。 6、了解近代极谱分析方法及其应用。 教学重点与难点：

重点：极谱分析法的原理、特点，产生浓差极化的条件，半波电位，极谱定量分

析方法，极谱干扰电流及消除方法，循环伏安法，溶出伏安法。

难点：极化原理，干扰电流及消除方法。

5.1 极谱分析的基本原理

一、伏安分析与极谱分析

伏安与极谱分析从广义上讲也是一种电解分析，更是利用待定溶液在电解池中的电解反应堆来进行测定的一类特殊形式的电解方法，并以记录电流-电压曲线来进行定性定量分析。

极谱分析是一种在特殊条件下进行的电解过程。 极谱分析与电解分析的区别在于：

1． 激谱分析中溶液是静止的，以利产生浓差极话，而电解分析是在搅拌溶液中进行，以利于扩散。

2． 极谱分析是利用被测物质所产生的氧化还原电流的强度进行定量分析（定性分析原理形同虚设，皆根据φ析）而电解分析是将被测离子还原为金属或氧化为金属氧化物，最

复习题（伏安法）

一、单项项选择

1．极谱定量分析中，与被测物浓度呈正比的电流是( )

A.扩散电流

B.极限电流

C.极限扩散电流

D.扩散电流减去残余电流

2．极谱测定时，溶液能多次测量，数值基本不变，是由于( )

A.加入浓度较大的惰性支持电解质

B.外加电压不很高，被测离子电解很少

C.电极很小，电解电流很小

D.被测离子还原形成汞齐，又回到溶液中去了

3．在恒电流电解中由于阴极、阳极电位的不断变化，为了保持电流恒

定，必须( )

A.减小外加电压

B.增大外加电压

C.保持外加电压不变

D.保持阳极电位不变

4．在极谱分析中与极限扩散电流呈正比关系的是( )

A.汞柱高度

B.汞柱高度的一半

C.汞柱高度平方

D.汞柱高度平方根

极谱定量测定时，试样溶液和标准溶液的组分保持基本一致，是由于( )

A.使被测离子的扩散系数相一致

B.使迁移电流的大小保持一致

C.使残余电流的量一致

D.被测离子活度系数相同时才一致

6．在极谱分析中，采用标准加入法时，下列操作错误的是( )

A.电解池用试液润洗后使用

B.试液及标准液体积必须准确加入

C.将电极上残留水擦净

D.将电解池干燥后使用

二、多项选择

1．干扰极谱定量分析准确性的因素有( )

第五章 极谱与伏安分析法

一、简答题

1.伏安和极谱分析时一种特殊情况下的电解形式，其特殊表观在哪些方面？ 2.极谱分析法采用的滴汞电极具有哪些特点？在极谱分析法中为什么常用三电极系统？

3.什么是极化电极？什么是去极电极？试结合极谱分析加以说明。 4.何谓半波电位？它有何性质和用途？

5.何谓极谱扩散电流方程式(也称尤考维奇方程式)？式中各符号的意义及单位是什么？

6.影响极谱扩散电流的因素是什么？极谱干扰电流有哪些？如何消除？ 7.极谱的底液包括哪些物质？其作用是什么？

8.直流极谱法有哪些局限性？应从哪些方面来克服这些局限性？

9.试比较单扫描极谱法及循环伏安法的原理、特点和应用等方面的异同点。 10.试述脉冲极谱法的基本原理，为什么示差脉冲极谱法的灵敏度较高？ 11.极谱催化波有哪些类型？各类催化波产生的过程有何不同？

12.试述溶出伏安法的基本原理及分析过程，解释溶出伏安法灵敏度比较高的原因。

13.脉冲极谱的主要特点是什么？

14.单扫描极谱与普通极谱的曲线图形是否有差别？为什么？ 15. 在极谱分析中，为什么要使用滴汞电极？

16. 在极谱分析中，影响扩散电流的主要因素有那些？测定中如何注意这些影响因素？

17.为何说极谱分析是

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

仪器分析自测试题

第五章 伏安分析法

一、判断题（对的内打√, 错的打×）

1、极谱分析中电级的特殊性表现在电解过程中使用的电极都是极化电极，其中一支是面积很小的滴汞电极和另一支面积很大的饱和甘汞电极。（ ）

2、电容电流又叫充电电流，它是由电极反应产生的，所以又称之为法拉第电流。（ ）

3、在电位分析中，是在通过的电流接近于零的条件下，测量指示电极的平衡电位；而在极谱或伏安分析中，工作电极是有电流通过的。（ √ ）

4、残余电流包括充电电流和微量杂质的还原所产生的电流，而充电电流的大小只约为10-7A数量级，因此其对极谱和伏安分析的灵敏度影响不大。（ ）

5、极谱分析中，电解电流的大小主要决定于离子由溶液本体到达电极表面的扩散运动所控制。（ √ ）

6、消除极谱极大现象的方法是在溶液中加入Na2SO4或抗坏血酸等物质。 （ ） 7、极谱波可以分为可逆波和不可逆波，可逆波是指在相同的测定条件下，其还原波与氧化波的半波电位相同。（ √ ） 二、选择题

1、极谱波形成的根本原因为 （ C ）

A、汞滴表面的不断更新 B、溶液中的被测物质向电极表面扩散 C、电极表面附近产生浓差极化

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，

伏安和极谱分析法自测题

1. 极谱法的工作电极是哪一类电极？极谱波形成的根本原因是什么？

A. 极化电极；电极表面发生氧化和还原反应； B．极化电极；电极表面产生浓差极化；

C．去极化电极；电极表面产生氧化或还原反应； D．去极化电极；溶液中的电解质向电极表面扩散。

2. 经典极谱法的检测限是受哪种因素的限制？一般认为检测限是多少？

3. 配合物还原极谱波的半波电位随配合剂浓度的增大和配合物稳定常数的增大而向哪个方向移动？

A．两者都向正方向移动； B．两者都向负方向移动；

C．前者向正、后者向负方向移动； D．前者向负、后者向正方向移动；

4. 极谱定性分析的依据是什么？其影响因素主要是什么？

A .半波电位；底液的组成和浓度; B. 半波电位；电极反应物质的浓度； C. 极限扩散电流；底液的组成和浓度； D. 极限扩散电流；电极反应物质的浓度。

5. 极谱定量分析的依据及数学表达式是什么？

6. 单扫描示波极谱法的极化电压是哪一种波型？它以快速扫描加到每一滴汞生长的后期，得到的极谱波为哪种形状？

A.三角波；尖锋状； B.三角波；台阶状

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

J题目：极谱与伏安分析法

1111 直流极谱法中将滴汞电极和饱和甘汞电极浸入试液中组成电解电池，两个电极的性质应为 ( )

(1) 两个电极都是极化电极 (2) 两个电极都是去极化电极

(3) 滴汞电极是极化电极，饱和甘汞电极是去极化电极 (4) 滴汞电极是去极化电极，饱和甘汞电极是极化电极

1112 在极谱分析中，在底液中加入配合剂后，金属离子则以配合物形式存在，随着配合剂浓度增加,半波电位变化的方式为 ( ) (1) 向更正的方向移动 (2) 向更负的方向移动 (3) 不改变 (4) 决定于配合剂的性质，可能向正，可能向负移动 1118 极谱催化波的形成过程如下： O + ne-→ R （电极反应） ↑_________ ↓

R + Z ＝ O （化学反应）

其产生机理是 ( )