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测定一组不同转速下旋转圆盘电极在0.01mol·L-1K4Fe(ol·L-1K3Fe()6的线性扫描伏安曲线。
扫描速率和扫描范围如上述。
(3) 由步骤(2)极化曲线获得的数据作图并进行数据处理,求得K3Fe()6的扩散系数DO和K4Fe()6的扩散系数DR、电子转移系数α、电极反应交换电流i0和标准反应速率常数K。
2. 极限电流和浓度关系的测量
(1) 配制2.0×10-4mol·L-1K4Fe(ol·L-1K3Fe(ol·L-1K4Fe(ol·L-1K3Fe(ol·L-1K4Fe(ol·L-1K3Fe(ol·L-1K4Fe(ol·L-1K3Fe()6的1mol·L-1KL。
(2) 选一个转速,扫描速率和扫描范围设定同步骤1,测定上述(1)各溶液在旋转圆盘电极上的极化曲线。
(3) 取(2)测得的各浓度下的极限电流对浓度作图,绘制极限电流与K4Fe()6和K3Fe()6的浓度关系曲线。
3. 半波电位的测定
(1) 配制8.0×10-4mol·L-1K4Fe(ol·L-1K3Fe(ol·L-1K4Fe(ol·L-1K3Fe()6的1mol·L-1KCl溶液和纯1mol·L-1KL。
(2) 选定一个转速,扫描速率和扫描范围设定同步骤1,测定(1)中各溶液在旋转圆盘电极上的极化曲线。
(3) 求(2)中各曲线上半波电流对应的电位并进行比较。
五、注意事项
(1) 先在等效电路上熟悉仪器后再进行实际系统测量。
(2) 调整好旋转圆盘电极、参比电极、辅助电极及电解槽的相对位置,以免电极在旋转过程中受损坏。
(3) 旋转圆盘电极转速的选定,应满足扩散层的厚度δd远小于边界层的厚度,并且雷诺数小于105。
(4) K4Fe()6溶液易发生氧化,操作过程应注意。
(5) 数据处理时,电子反应数n=1,溶液运动黏度ν=10-2cm2/s,反应物浓度的量纲为mol/mL。
六、数据记录与处理
(1) 不同转速下的极限电流iL与旋转圆盘电极转速ω-12的关系。
(2) 取6个不同超电位η下的一组ω-12和1i的对应值作图,并求外推至ω-12为零时的1i值。
(3) 求某一转速下旋转圆盘电极的极限电流iL与K4Fe()6、K3Fe()6的浓度关系。
(4) 按实验步骤3测定半波电位φ12。
七、思考题
(1) 比较测得的K3Fe()6的扩散系数DO值和K4Fe()6的扩散系数DR值的大小,并说明理由。
(2) 应分别选择什么电位区的电流数据来测定扩散系数D和电子转移数α及交换电流i0,为什么?
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