循環(huán)伏安是以線性掃描伏安法的電位掃描到頭后,再回過頭來掃描到原來的起始電位值,所得的電流—電壓曲線為基礎的分析方法。掃描電壓呈等腰三角形。如果前半部掃描(電壓上升部分)為去極化劑在電極上被還原的陰極過程,則后半部掃描(電壓下降部分)為還原產物重新被氧化的陽極過程。一次三角波掃描完成一個還原過程和氧化過程的循環(huán),故稱為循環(huán)伏安法。
循環(huán)伏安的分析數(shù)據(jù)的具體過程:
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,電流響應曲線。
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(fā)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(huán)伏安曲線”。
循環(huán)伏安的用途:
1、判斷電極表面微觀反應過程
2、判斷電極反應的可逆性
3、作為無機制備反應“摸條件”的手段
4、為有機合成“摸條件”
5、前置化學反應(CE)的循環(huán)伏安特征
6、后置化學反應(EC)的循環(huán)伏安特征
7、催化反應的循環(huán)伏安特征,