循环伏安法测定亚铁氰化钾

循环伏安法测定亚铁氰化钾 1. 实验目的 (1)学习固体电极面的处理方法。 (2)掌握循环伏安仪的使用技术。 (3)了解扫描速率和浓度对循环伏安图的影响。 2. 实验原理 铁氰化钾离子[Fe(CN)6]3-—亚铁氰化钾离子[Fe(CN)6]4-氧化还原电对的标准电极电位为: 在一定扫描速率下，从起始电位(-0.2 V)正向扫描到转折电位(+0.8 V)期间，溶液中[Fe(CN)6]4-被氧化生成[Fe(CN)6]3-，产生氧化电流;当负向扫描从转折电位(+0.8 V)变化到起始电位(-0.2 V)期间，在指示电极表面生成的[Fe(CN)6]3-被还原生成[Fe(CN)6]4-，产生还原电流。为了使溶液相传质过程只受扩散控制，应在加入支持电解质和溶液处于静止状态下进行电解。在0.1 mol/L KCl 溶液中，K4[Fe(CN)6]的扩散系数为0.63×10-5 cm2 s-1;电子转移速率大，为可逆体系(1 mol/L KCl 溶液中，25?时，标准反应速率常数为5.2×10-2 cm.s-1)。溶液中的溶解氧具有电活性，用通入惰性气体除去。 3.仪器与试剂 循环伏安仪;X-Y记录仪;玻璃碳圆盘电极(表面积0.025 cm2);铂丝电极; 饱和甘汞电极;超声波清洗仪;微量注射器;电解池。 0.10 mol/L K4[Fe(CN)6];0.10 mol/L NaCl。 4. 实验步骤 (1)指示电极的预处理 玻璃碳圆盘电极:用Al2O3粉末(粒径0.05 μm)或牙膏将电极表面抛光，然后在蒸馏水中超声波清洗，再用蒸馏水清洗，待用。 (2)支持电解质的循环伏安图 在电解池中，放入50 mL 0.10 mol/L NaCl溶液，插入电极，以新处理的玻璃碳圆盘电极为指示电极，铂丝电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，通N2除氧10~15min。进行循环伏安仪设定，扫描速率为50 mV.s-1;起始电位为-0.2 V，终止电位为+0.8 V。开始循环伏安扫描，记录循环伏安图。 (3)K4[Fe(CN)6]溶液的循环伏安图 在上述测定后的溶液中，用微量注射器加入500 μL 0.10 mol/L K4[Fe(CN)6]溶液，搅拌溶液，待溶液静止后，按步骤(2)，记录循环伏安图。 再向溶液中加入500 μL 0.10 mol/L K4[Fe(CN)6]溶液，再记录循环伏安图。重复此操作两次。 (4)不同扫描速率K4[Fe(CN)6]溶液的循环伏安图 在上述一定浓度的K4[Fe(CN)6]溶液中，以不同扫描速率10~200 mV.s-1，在-0.2 ~ +0.8 V电位范围内扫描，分别记录循环伏安图。 5. 数据处理 (1)从 K4[Fe(CN)6]溶液的循环伏安图，测量ipa、ipc 、 和 值。 (2)分别以ipa和ipc对K4[Fe(CN)6]溶液浓度作图，说明峰电流与浓度的关系。 (3)分别以ipa和ipc对v1/2作图，说明峰电流与扫描速率间的关系;计算玻璃碳圆盘电极的表面积。 (4)计算ipa / ipc值、 值和 值;说明K3[Fe(CN)6]在KCl溶液中的电极过程的可逆性。 思考 1. K3[Fe(CN)6与K4[Fe(CN)6溶液的循化伏安图是否相同?为什么, 2. 一测定扩散系数的电化学方法。 3. 若实验中测得的条件电位值和 值与文献值有差异，试说明其原因。 电重量法测定硫酸铜中的铜 发布:baihao 时间:2005年6月27日 被阅:25 【字体:大 中 小】【关闭窗口】 1(实验目的 (1)了解电重量分析法测定铜的原理。 (2)熟悉电重量分析的仪器，掌握电重量分析的操作技术。 2(实验原理 在硫酸铜水溶液中，电解析出的铜沉积在铂网阴极上，通过测量阴极质量进行溶液中铜的分析。 在一定阴极电位下，铜离子被还原，通过测量电极表面析出的金属铜的质量进行铜的定量分析。在测定溶液中，金属离子还原成金属，这种通过测量质量进行定量的分析方法称为电重量分析法。该法是最古老的电分析方法之一。电解反应受铜离子向电极表面传质速率控制，为了加快电解反应的速度，应尽量使用较少的电解液量、较大的阴极电极面积。电解过程中，充分搅拌溶液是十分必要的。 电解析出的铜在电极上完全吸着，对于正确的分析十分重要。一般来说，析出的金属形成光滑表面，有利于获得正确的分析结果;析出多孔型块状物，不利于在电极表面的吸着，不利于获得正确的分析结果。为了形成光滑的表面，注意电解电流不要过大。此外，恒电位电解时，要将电位设定在没有气体产生的电位下。 3. 仪器与试剂 电重量分析的装置见图3-3。恒电位仪;铂丝电极(阳极，面积8 cm2);铂网电极(阴极，面积160 cm);电解池(300 mL);参比电极(SCE);恒温干燥器;电流计;电磁搅拌器;搅拌子;滴板;5 mL吸量管。 硫酸铜(CuSO4.5H2O, AR);浓盐酸;盐酸羟氨;丙酮;0.25 mol.L-1 FeCl3溶液;0.1 mol.L-1 Na2S2O3溶液;浓硝酸(用于溶解阴极电解析出的铜)。 4.实验步骤 (1) 用蒸馏水将铂网电极冲洗干净，放入烘箱，在110?干燥2 min。取出后在干燥器中冷却后精确称量电极的质量(精确至0.1 mg)。 (2) 分别移取200 mL蒸馏水和5 mL浓盐酸置于电解池中，将精确称量的0.1 g硫酸铜和2.0 g盐酸羟氨加入电解池中，放入搅拌子，搅拌至完全溶解。 (3) 将铂网电极，参比电极和铂丝电极插入电解池，按图3-3连接好恒电位仪和检流计。 (4)打开恒电位仪电源，在充分搅拌的条件下，在铂网电极与参比电极间施加-0.2V电压，开始电解。再检流计接通的情况下，每隔2 min记录一次电流值和时间。观察铜在铂网电极的电解析出。电流值随时间按指数关系衰减，对电流值-时间曲线积分可求出电解时消耗的电量。 (5)铜完全析出后，在白色点滴板上滴1滴电解液和1滴水，分别滴加0.25 mol.L-1 FeCl3溶液和0.1 mol.L-1 Na2S2O3溶液3滴，比较紫红色消失的时间，若两者时间相等，说明电解液中铜离子已不存在，停止电解。取出阴极，用少量水清洗阴极，风干后，在恒温烘箱内于110?干燥2 min。在干燥器中充分冷却后，精确称量阴极的质量(精确至0.1 mg)。 (6)称量阴极完毕后，将阴极浸入浓硝酸中除去沉积的金属。 5. 数据处理 (1) 绘制电解电流-时间曲线，了解电解电流与电解时间的关系。 (2) 计算电解析出的铜的质量和硫酸铜中铜的质量，并进行比较。 思考题 1(电解沉积前，为什么要加入盐酸羟胺,