循环伏安法ppt课件.ppt

循环伏安法（Cycle Voltammetry, CV）,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。,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。,二、工作原理,(一) 基本装置,同普通极谱法。1. 三角波电压 将线性扫描电压施加到电极上，从起始电压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8-17,(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-,(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ipc ，峰电位为pc 。 图下部位，当逆向扫描时，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ipa ，峰电位为pa 。,(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,2. 峰电位方程式,+：氧化波 -：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,三、应用,(一) 判断电极过程的可逆性,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：,峰电流：,峰电位：,峰电位之差满足此式，即电极反应是可逆的。,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， ipc与电压扫描速度v成正比。当电压扫描速度明显增加时， pc明显变负 。,(二)电极反应机理的研究,循环伏安法可用于电化学-化学偶联过程的研究，即在电极反应过程中还伴随着化学反应的产生。,图8-19,解释对氨基苯酚的循环伏安图,(1) 从起点S开始，电位往正方向进行阳极扫描，得到阳极峰1。,(2) 然后反向向阴极扫描，又出现两个阴极峰2和3。,(3) 再进行一次阳极扫描，则又出现两个阳极峰4和5，且峰5的电位值与峰1相同。,解释:,(1)对氨基苯酚的氧化峰,对-亚氨基苯醌又还原成对-氨基苯酚,苯醌在较负的电位被还原成对苯二酚,对苯二酚又氧化成苯醌,峰5：同峰1,