(一)循環伏安法 (Cyclic Voltammetry, CV)
對於不同之分析物,其分子軌域與能階變化均不太相同。伏安法主要是藉由我們對分
析物施加一電位後,觀察其電流之變化,再藉由電位與電流的關係圖,可以得到電化學相關
的資訊。電流的產生,主要是由於電子轉移所造成的,因此對於不同的分析物而言,由於其
分子軌域能階的不同,發生反應的電位也有所不同。而循環伏安法之原理,則是藉由工作電
極提供一三角波形式的電位掃描 (如圖A 所示),當電位掃描到一特定的地方時,溶液中之
分析物種便開始發生氧化或還原反應的現象 (如圖B 所示)。因而我們可藉由發生的電位來
作為分析物的定性分析,以及電流的大小來作為分析物的定量分析。
1. 基本原理如以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上,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。 如果电活性物质可逆性差,则氧化波与还原波的高度就不同,对称性也较差。循环伏安法中电压扫描速度可从每秒种数毫伏到1伏。 工作电极可用悬汞电极,或铂、玻碳、石墨等固体电极。
2. 循环伏安法的应用循環伏安法的應用
循环伏安法是一种很有用的电化学研究方法,可用于电极反应的性质、机理和电极过循環伏安法是一種很有用的電化學研究方法,可用於電極反應的性質、機理和電
極過 程动力学参数的研究。但该法很少用于定量分析。
(1)电极可逆性的判断循环伏安法中电压的扫描过程包括阴极与阳极两个方向,因此从所得的循环伏安法图的氧化波和还原波的峰高和对称性中可判断电活性物质在电极表面反应的可逆程度。
若反应是可逆的,则曲线上下对称,若反应不可逆,则曲线上下不对称。
(2)电极反应机理的判断循环伏安法还可研究电极吸附现象、电化学反应产物、电化学—化学耦联反应等。
对于有机物、金属有机化合物及生物物质的氧化还原机理研究很有用。
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