循环伏安法测试金属在溶液中的电化学反应

循环伏安法指控制研究的电势以恒定的速度从初始电势扫描到反向电势，改变扫描方向，以相同的速度扫描回到初始电势，电势继续反向，反复扫描，记录下来的电流-电势曲线称为循环伏安线。

循环伏安法具有操作简单、获取信息较多、可进行理论分析等特点，在电化学研究中得到了广泛的应用。通过循环伏安曲线分析可以得到较多的信息，利用峰值电流进行定量分析，可判断电极过程的可逆性，对未知的电化学体系进行电化学行为的探讨。例如，可以通过阴、阳极峰值电势差Δφ的绝对值及其随着扫描速度v的变化对电极过程可逆性进行判断。

为了测量金属在溶液中进行电化学反应产生的微变电流，可使用循环伏安法进行测定。将化学阻抗分析仪SE1106中的恒电势仪接入溶液中，Ag棒作为工作电极作为研究的对象，辅助电极为了是使工作电极上电流畅通，参比电极可以避免溶液本身带来的极化影响，使用上位机设定一定周期的锯齿波来获取循环伏安线。

以银丝在KOH溶液进行电化学反应测量循环伏安曲线为例，学习使用循环伏安法研究电极电化学行为。银丝电极在7 mol·L^-1KOH溶液中的循环伏安曲线如图1所示，其中电极电势为型对于同溶液中Hg/HgO电极的电势，记为φ vs. Hg/HgO。

图1.电极电势φ vs. Hg/HgO/V

曲线前半段电流随电压缓慢是上升，出现了比较低且平缓的电流峰，这是表面金属Ag氧化为Ag₂O的阳极电流峰。当电势扫描至0.25V时，曲线继而出现低而平缓的电流峰，由于Ag具有良好的导电性，反应产生的Ag₂O膜覆盖了Ag表面上，导致电极导电性下降，阻碍了反应的进行。当电势扫描至0.65V时，曲线出现了明显的阳极电流峰，Ag₂O反应产生转化为电阻率极低的AgO，电阻极化迅速下降，极化电流迅速增大。当电势扫描至0.8V时，溶液中有气泡逸出，OH^-在电势作用下产生O₂，这时为O₂析出的电流。

电势从1V扫描至0.6V时，开始出现了阴极电流峰，这是AgO还原为Ag₂O所至，由于Ag₂O的电阻率远比AgO高，随反应进行出现了较小的阴极电流峰。电势扫描至0.2V时，出现了第二个阴极电流峰，这是Ag₂O还原为Ag所至，此时极化较大，这与AgO导电性很差有关。电流峰的出现，是因为Ag₂O逐渐转化为导电性良好的Ag，迅速改善了电机的导电性，电流上升至很高的数值。

由此可见，通过循环伏安曲线可以看出电极上可进行何种电化学反应，反应可能以何种速度进行，反应具备什么特征，反应可能受到哪些因素影响等，从而探讨体系的电化学特性。

因此，在研究一个位置体系时，常常首先采用循环伏安法进行定性的分析。