一.實驗目的

循環伏安法是電化學分析法中最廣泛使用的分析技術，在溶液體系內對電極系統施加一個連續的電位函數，所產生的氧化反應的電子移動會產生對應電流，透過電位與電流的關系圖得知被分析物與電極之間的電化學信息，并熟悉電化學訊號處理的技巧。

二.實驗原理

循環伏安法施以三角波電位加在工作電極上，如圖 1 方式，得到的電流電位曲線包括兩個部分，其中一個半波電位向陰極方向掃描，使活性物質在電極上還原得到電子，產生還原波形，另一半波電位向陽極方向掃描時，電極上還原產物又失去電子發生氧化，產生氧化波形。

一次三角波掃描，即完成一個還原和氧化過程的循環，故稱此法為循環伏安法。

2 到 3 的過程濃度極化，電流開始下降

4 到 5 的過程為?Fe2+開始被還原，負電流逐漸快速上升，當電流達到最大值稱之為氧化波峰電流，用ipc表示

5 到 6 的過程濃度極化，電流開始下降。對于循環伏安法可逆波形，經 Randles–Sevcik equation 理論推導，ip與被測物質濃度之間的關系式如下:

式中ip為波峰電流、n 為半反應電子轉移數、D 為擴散系數(cm2/s)、v 為電壓掃描速度（v/s）、A 為電極的面積(cm2)、c為被測物質的濃度(mol/cm3)。

電化學分析需有一組電化學電極系統，在三極式系統中包含對電極、參比電極與工作電極，各電極的選擇有著不同的作用。

對電極只負責傳遞電子形成回路不參與反應，通常會選擇導電且穩定性高的材料。

參比電極提供一基準電位而不參與反應，因此并不會有電流通過，電位也不會有所改變，參比電極也有著不同的種類，不同類型的參比電極所給予的基準電位也有所不同。

工作電極為設定反應產生的區域，透過工作電極上所發生的氧化還原現象進行訊號分析。

以拋棄式三極式電極為例，如圖 3，上方黑色部分為石墨對電極中間金色部分，右方銀色部分為銀/氯化銀參比電極，中間金色部分為黃金工作電極。

三.實驗材料

儀器：1、計算機*1 臺；2、電化學工作站 VS1*1 套；3、三極式電化學電極 G3*3 片

溶液

1、5 mM?K?[Fe(CN)?]/?K?[Fe(CN)?]?wih 0.1 M KCl藥水*1瓶

2、7.5 mM?K?[Fe(CN)?]/?K?[Fe(CN)?]?wih 0.1 M KCl藥水*1瓶

3、10 mM?K?[Fe(CN)?]/?K?[Fe(CN)?]?wih 0.1 M KCl藥水*1瓶

4、滴管*2支

四.實驗步驟

01?將VS1機臺與計算機聯接。

02?打開VS1軟件，在設定中命名CV-50mV/s -5mM，設定掃描參數，在此步驟掃描速率設定50mV/s。

03?將轉接頭插入工作站，再將G3電化學金電極插入轉接頭。

04?將5 mM K?[Fe(CN)?]/ K?[Fe(CN)?] wih 0.1 M KCl藥水滴240ul至G3電化學金電極白色定義區域（滴管黑線處為80ul）。

05?按下綠色按鈕開始量測，量測結束后，可以打開Open folder查看實驗數據，A欄表示電位，B欄表示電流。

06?不移動量測電極，直接回到軟件設定，設定中命名CV-100mV/s-5mM，設定掃描參數，在此步驟掃描速率設定100mV/s。

07?按下綠色按鈕開始量測，量測結束后，可以打開Open folder查看實驗數據，A欄表示電位，B欄表示電流。

08?不移動量測電極，直接回到軟件設定，設定中命名CV-200mV/s-5mM，設定掃描參數，在此步驟掃描速率設定200mV/s。

09?按下綠色按鈕開始量測，量測結束后，可以打開Open folder查看實驗數據，A欄表示電位，B欄表示電流。

10?以衛生紙擦去電化學電極上溶液，再將電化學電極集中回收處理。

11?將三份EXCEL檔案開啟，將CV-100mV/s-5mM與CV-200mV/s-5mM數據復制貼到CV-50mV/s-5mM檔案的數據域中。

12?三個參數皆取第三圈做圖(2513列到3743列)

13?找到三個參數在2513列到3743列的氧化波峰電流，并對氧化電流與濃度關系做圖：ex.?y = 131.11x + 191.76

14?觀察三個氧化波峰都做坐落在2900列到2960列，并將所有參數輸入至軟件Advanced設定功能，輸入取點范圍、線性方程式與濃度單位。完成VS1測定鐵氰化鉀濃度判斷功能。

fqj