循環伏安法的工作原理和應用

1）若電極反應為O＋e-→R，反應前溶液中只含有反應粒子O，且O、R在溶液均可溶，控制掃描起始電勢從比體系標準平衡電勢(φ平)正得多的起始電勢(φi)處開始勢作正向電掃描。

 

2）當電極電勢逐漸負移到(φ平)附近時，O開始在電極上還原，并有i法拉第通過。由于電勢越來越負，電極表面反應物O的濃度逐漸下降，因此向電極表面的流量和電流就增加。當O的表面濃度下降到近于零，電流也增加到較大值Ipc，然后電流逐漸下降。當電勢達到(φr)后，又改為反向掃描。

 

3）隨著電極電勢逐漸變正，電極附近可氧化的R粒子的濃度較大，在電勢接近并通過(φ平)時，表面上的電化學平衡應當向著越來越有利于生成R的方向發展。于是R開始被氧化，并且電流增大到峰值氧化電流ipa，隨后又由于R的顯著消耗而引起電流衰降。整個曲線稱為“循環伏安曲線”。

 

循環伏安的應用：

循環伏安是一種很有用的電化學研究方法，可用于電極反應的性質、機理和電極過程動力學參數的研究。也可用于定量確定反應物濃度，電極表面吸附物的覆蓋度，電極活性面積以及電極反應速率常數、交換電流密度，反應的傳遞系數等動力學參數。

(1)電極可逆性的判斷循環伏安法中電壓的掃描過程包括陰極與陽極兩個方向，因此從所得的循環伏安法圖的氧化波和還原波的峰高和對稱性中可判斷電活性物質在電極表面反應的可逆程度。若反應是可逆的，則曲線上下對稱，若反應不可逆，則曲線上下不對稱。

 

(2)電極反應機理的判斷循環伏安法還可研究電極吸附現象、電化學反應產物、電化學—化學耦聯反應等,對于有機物、金屬有機化合物及生物物質的氧化還原機理研究很有用。