第三章线性电位扫描暂态方法

电化学原理与方法课程中下半学期课程复习题 (1)剖析

1请你简要论述一下，电化学研究方法中，暂态测量技术有哪些？以及暂态研究技术的应用有哪些？ 暂态测量技术有哪些？ 暂态测量方法的种类 ①按极化或控制的幅度分( 幅度：电极极化的幅度，界面电位变化量) a. 大幅度暂态测量(研究电极过程) |Δφ|>10 mV ( 大幅度) b. 小幅度暂态测量(用于测定参数Rr、RL、C d) |Δφ|<10 mV(小幅度) ②按控制方式分： a. 控制电流法暂态测量 b. 控制电位法暂态测量 控电流法：单电流阶跃;断电流;方波电流;双脉冲电流 控电位法:阶跃法、方波电位法等;线性扫描(单程线性扫描,连续三角波扫描);脉冲电位(阶梯伏安,常规脉冲,差分脉冲,方波伏安) [从电极极化开始到各个子过程（电化学反应过程、双电层充电过程、传质过程和离子导电过程）做出响应并进入稳态过程所经历的不稳定的，变化的“过渡阶段”，称为暂态.] [电化学暂态测试技术也称为电化学微扰测试技术，即用指定的小幅度电流或电压讯号加到研究电极上，使电极体系发生微弱的扰动，同时测量电极参数的响应来研究电极反应参数] 暂态研究技术的应用？ 暂态技术提供了比稳态技术更多的信息，用来研究电极过程动力学，测定电极反应动力学参数和确定电极反应机理，而且还可将测量迁越反应速率常数的上限提高2～3个数量级，有可能研究大量快速的电化学反应。暂态技术对于研究中间态和吸附态存在的电极反应也特别有利。暂态技术中测得的一些参量，例如双电层电容、欧姆电阻、由迁越反应速率常数决定的迁越电阻等，在化学电源、电镀、腐蚀等领域也有指导意义。 2.请你谈谈电化学测量中要获得电化学信号需要哪些电极以及设备，它们分别的作用是什么？ 一、需要①参比电极：参比电极的性能直接影响着电极电势的测量或控制的稳定性。 ②盐桥：当被测电极体系的溶液与参比电极的溶液不同时，常用盐桥把研究电极和参比电极连接起来。盐桥的作用主要有两个，一个是减小接界电势，二是减少研究、参比溶液之间的相互污染。

线性电位扫描法测量交换电流密度完整版

线性电位扫描法测量交 换电流密度 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

实验9：线性电位扫描法测量交换电流密度 一、实验目的 1. 理解交换电流密度的意义； 2. 掌握线性电位扫描法测量交换电流密度。 二、实验原理 设电极反应为： 当电极电位等于平衡电位时，电极上没有净反应发生，即没有宏观的物质变化和外电流通过，但是在微观上仍有物质交换。也就是说，电极上的氧化反应和还原反应处于动态平衡，即： 因为平衡电位下的还原反应速度与氧化反应速度相等，在电化学上用一个统一的符 号i o 来表示这两个反应速度。这里i o 就叫作交换电流密度或简称交换电流。它表示 平衡电位下氧化反应和还原反应的绝对速度。也就是说，i o 就是在平衡条件下，氧 化态粒子和还原态粒子在电极/溶液界面的交换速度。所以，所以交换电流密度本身就表征了电极反应在平衡态下的动力学特征，它的大小与电极反应的速率常数、电极材料和反应物质的浓度等因素有关。 在低过电位下，过电位η（V）与极化电流密度i (A)之间呈线性关系，即 可见，RT/nF i o具有电阻的量纲，常被称为电荷转移电阻Rct（或R r）。它相当于电荷在电极/溶液界面传递时单位面积上的等效电阻。当η≤ 10 mV时，拟合极化曲线中的线性部分，根据拟合直线的斜率可以求得Rct，再根据上述公式求得交换 电流密度i o (A/cm2）。 三、实验器材 CHI电化学工作站；铂片电极；Hg/Hg 2SO 4 参比电极；玻碳电极；三口电解池； mol/L VO 2+ + mol/L VO2+ +3 mol/L H 2 SO 4 溶液；程控水浴锅 四、实验步骤 1. 预处理电极，用去离子水沾湿玻碳电极后在砂纸上打磨至表面光亮，然后用去离子水冲洗干净后用滤纸擦干。打磨铂电极至光亮，用浓盐酸洗液浸泡后擦干. 2. 打开仪器和电脑，连接仪器和电极。记录电极开路电位其值为，待开路电位稳定后，选择“线性电位扫描”方法。电极电位为，从的电位开始扫描，终止电位是，扫描速率是s，自动灵敏度； 4. 待测量结束后，保存数据，将电解槽放入50o C水浴锅中，重复步骤2（此时测得开路电位为）； 5. 关闭电脑和仪器，清洗电极与电解槽。 五、实验数据处理及分析 1. 将在室温和50o C下的线性电位扫描曲线的线性部分分别进行线性拟合，求出i o 值； 图1.室温下玻碳电极的线性电位扫描曲线 取点（,）,

小区域控制测量方法

第六章小区域控制测量 学习重点：导线测量、交会测量、四等水准测量和三角高程测量的外业观测和导线测量、交会测量的内业计算。 6.1控制测量概述 测量工作必须遵循程序上“由整体到局部”，步骤上“先控制后碎部”，精度上“由高 级至低级”的原则进行。即无论是地形测图，还是施工放样，都必须首先进行控制测量。 控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。 6.2导线测量 导线测量是城市或小区域平面控制测量中最常用的一种布网形式，尤其适合建筑区、隐蔽区或道路、河道等狭长地带的控制测量。 6.2.1 导线形式 1 ?附合导线 如图6-1所示，从一已知点B和已知方向=AB出发，经导线点 1、2...n ,附合到另 一已知点C和已知方向:CD上，称为附合导线。 2 .闭合导线 如图6-2所示，从一已知点A和已知方向：AB出发，经导线点1、2.. .n ,再回到原已知点A和已知方向:■ A B上，称为闭合导线。 3 ?支导线 若从一个已知点和已知方向出发，经各待定点进行导线测量，既不附合到另一已知点上, 也不返回到原已知点上，称为支导线(图6-2)。 图6-1附合导线ffi (5*2闭會导莲和支导线 6.2.2 导线测量的外业 导线测量的外业包括踏勘选点、角度测量、边长测量和连接测量。 1.踏勘选点 实地选点时，应考虑以下因素。 (1)导线点在测区内应分布均匀，相邻边的长度不宜相差过大。

(2)相邻导线点之间应互相通视，以便于仪器观测。

（3 ）导线点周围应视野开阔，以有利于碎部测量或施工放样。 （4 ）导线点位的土质应坚实、以便于埋设标志和安置仪器。 2 .角度测量 角度测量就是用经纬仪或全站仪在导线点上设站，测量相邻导线边之间的水平角。位 于导线前进方向左侧的水平角称为左角， 位于右侧的称为右角。 为便于计算，通常观测左角。 闭合导线以逆时针为前进方向，所测左角即闭合多边形的内角。 3. 边长测量 导线边的边长（水平距离）可用光电测距仪或全站仪测量。采用往返取平均的方法。 4. 连接测量 连接测量是使导线与附近高级控制点相连接所进行的测量，以便将导线并入国家或区 域统一的坐标系中。连接测量有时仅需要测定连接角 （如图6-1中的、、飞角），有时则需 要同时测定连接角和连接边 （如图6-4中的］ ' 一：”角及D o 边）。对无法和高级控制点进行 连 接的独立闭合导线，只能假定其第一点的坐标作为起始坐标, 磁方位角，经磁偏角改正后，作为起始方位角。 图6-4 连摟测矍示例 6.2.3 导线测量的内业 导线测量的内业就是进行数据处理，最终推算出导线点的坐标。 （一）附合导线计算： 如图6-1所示附合导线，A 、B ⑴和C （ n ）、D 为两端的已知控制点，2、3、4、?…n -1 为待定导线点，观测了所有的水平角和边长。 首先需要按坐标反算公式反算出两端的坐标方 位角:AB 和:CD : tan-gAl.tan'd (X B —X A ) X AB 然后按以下步骤进行计算。 并用罗盘仪测定其第一条边的 AB 一 tan ， 仏-丫小 (X D -X c ) "丫 C D ■ ：X CD (6-1) A

线性扫描伏安法测微量铜

线性扫描伏安法测定水样中的微量铜 1、实验目的 （1）了解线性扫描伏安法测定的基本原理和方法； （2）学习相关伏安仪的使用方法； （3）学习和掌握标准加入法； 2、实验原理 与经典极谱法不同，线性扫描伏安法将一锯齿形脉冲电压加在电解池的工作电极上，电压扫描速度比经典极谱法快得多，一般为每秒几十到几百毫伏。由于电压扫描速度特别快，当达到待测物质析出的电位时，该物质在电极上迅速还原，产生很大的电流。随后，电位继续变负，电极表面待测物质浓度迅速降低，由于电解时间的增加，扩散层厚度迅速增大，从而导致电流迅速下降，电流～电压关系呈现峰形。当底液及其它条件一定时，其峰电位E p与被测物的性质及底液有关，而其峰电流i p则与被测物质浓度呈线性关系： i p=Kc 据此可进行定量分析。 本实验采用标准加入法，测定水样中微量铜的含量，即在未知浓度的含铜水样中，先加入一定浓度的NaNO3作为支持电解质，测量其峰电流，然后逐次加入一定浓度的标准铜，每加入一次铜测量一次峰电流，最后用峰电流对标准铜的浓度作图，得一直线，它的外延线与浓度轴的交点即为水样中铜的含量。 3、仪器与药品 XJP-821(C)型新极谱仪；ATA－1B型旋转圆盘电极，ZF-10B数据采集存贮器；工作电极：玻碳电极；参比电极：饱和甘汞电极；辅助电极：Pt电极。 100微升微量移液器，10毫升量筒，5毫升移液管，电解池； Cu2+标准贮备液：准确配制1.00mg·mL-1的Cu2+标准贮备液； 支持电解质溶液：1.0 mol·L-1 NaNO3+1.0 mol·L-1HNO3溶液； 待测水样。 4、实验步骤 1)将三根电极的导线分别与圆盘电极上的各电极连接，新极谱仪的输出连线与数 据采集存贮器相联； 2)参见新极谱仪面板示意图，熟悉仪器； 3)将仪器开关（后面板上）置开，预热仪器10分钟； 4)调节仪器参数：调节扫描速度14，使其为100mV/s，调节扫描上限4，使其为 -500mV，调节扫描下限6，使其为+500mV，调节扫描起始5，使其为+500mV； 将面板上各开关及旋钮设置如下：3置于“循环”，18置于“大电流量程”，17 置于“50μA”，9置于“i-E”，11置于“断”。 5)移取水样5.00mL置于电解池中，加入2 mL 1.0 mol·L-1NaNO3+1.0 mol·L-1HNO3， 加8 mL水，安装电极，开动圆盘电极的搅拌开关使之搅匀后，关闭搅拌开关。

小区域高程控制测量

§6.3 小区域高程控制测量 一、三、四等水准测量(leveling surveying) （一）适用：平坦地区的高程控制测量。 （二）精度要求和技术要求。（见表） （三）作业方法 1、每站观测程序（见图） （1）顺序——“后前前后”（黑黑红红）；一般一对尺子交替使用。（2）读数——黑面按“三丝法”（上、中、下丝）读数，红面仅读中丝。 2、计算与记录格式（见表） （1）视距=100×|上丝-下丝| （2）前后视距差d i =后视距-前视距 （3）视距差累积值∑d i =前站的视距差累积值∑d i-1 +本站的前后视距差d i （4）黑红面读数差=黑面读数+K-红面读数。（K= 4787mm或4687mm）（5）黑面高差h 黑 =黑面后视中丝-黑面前视中丝 （6）红面高差h 红 =红面后视中丝-红面前视中丝 （7）黑红面高差之差=h 黑-（h 红 ±0.100m） （8）高差中数（平均高差）= [h 黑+（h 红 ±0.100m）]/2 （9）水准路线总长L=∑后视距+∑前视距 二、三角高程测量(trigonometric leveling) （一）适用于：地形起伏大的地区进行高程控制。实践证明，电磁波三角高程的精度可以达到四等水准的要求。 （二）原理

有：l S i H H l Dtg i H H A B A B -++=-++=ααsin 或 =-=A B AB H H h l Dtg i -+α=l S i -+αsin 注意：当两点距离较大（大于300m ）时（见图） 1、加球气差改正数： R D f 2 43.0= （ 说明：球差正，气差负， R ——6371km 。） 即： f l Dtg i h AB +-+=α 2、可采用对向观测后取平均的方法，抵消球气差的影响。 （三）观测与计算 测竖直角、量仪器高、量觇标高（棱镜高）。其技术要求，见各种规范。

循环伏安法与线性扫描伏安法

循环伏安法 原理： 循环伏安法（CV）是最重要的电分析化学研究方法之一。该方法使用的仪器简单，操作方便，图谱解析直观，在电化学、无机化学、有机化学、生物化学等许多研究领域被广泛应用。 循环伏安法通常采用三电极系统，一支工作电极（被研究物质起反应的电极）， 一支参比电极（监测工作电极的电势），一支辅助（对）电极。外加电压加在工作 电极与辅助电极之间，反应电流通过工作电极与辅助电极。 对可逆电极过程（电荷交换速度很快），如一定条件下的Fe(CN)63-/4-氧化还原体系，当电压负向扫描时，Fe(CN)63－在电极上还原，反应为： Fe(CN)63－＋e-→Fe(CN)64－ 得到一个还原电流峰。当电压正向扫描时，Fe(CN)64－在电极上氧化，反应为：Fe(CN)64－－e-→Fe(CN)63－ 得到一个氧化电流峰。所以，电压完成一次循环扫描后，将记录出一个如图2所示的氧化还原曲线。扫描电压呈等腰三角形。如果前半部扫描(电压上升部分)为去极化剂在电极上被还原的阴极过程，则后半部扫描(电压下降部分)为还原产物重新被氧化的阳极过程。因此．一次三角波扫描完成一个还原过程和氧化过程的循环，故 称为循环伏安法。 应用领域： 循环伏安法能迅速提供电活性物质电极反应的可逆性，化学反应历程，电活性物质的吸附等许多信息。循环伏安法可用于研究化合物电极过程的机理、双电层、吸附现象和电极反应动力学．成为最有用的电化学方法之一。 图2 氧化还原cv曲线图图1 cv图中电势~时间关系

如通过对未知研究体系的CV研究，可以获研究对象的反应电位或和平衡电位, 估算反应物种的量，以及判断反应的可逆性。电化学反应中物种反应的量可以依据Faraday定律估算，, 其中m为反应的摩尔量, n为电极反应中的得失电子数，F为 图3 Ag在Pt电极上电结晶过程的CV图0.01mol/LagNO3+0.1mol/LKNO3 Faraday常数（96485 C.molmnFidtQt==∫0-1）。如图3的CV图中，阴影部分对应的是铂上满单层氢脱附的电量，为210 μC/cm2。由于氢在铂上只能吸附一层，通过实验得到的吸附电量可以推算实验中所用的电极的真实面积。若电化学过程不只涉及一层物种的反应，如Ag在Pt上的沉积，见图3，通过积分沉积的Ag的溶出电量，以及Ag的晶格参数可以估算电极上沉积的银的层数。通过改变CV实验中的扫描速度，根据实验中得到的Ip, ΔEp, Ep/2，Ep, ,值，判断电极过程的可逆性。25°C下，针对反应可逆性的不同，将具有以下特征（以一个还原反应通过改变CV实验中的扫描速度，根据实验中得到的Ip, ΔEp, Ep/2，Ep, ,值 实验方法： 氧化还原体系的循环伏安法测定可以按下列步骤进行： （1）选择好溶剂，支持电解质、研究电极、参比电极、辅助电极。 （2）配好电解液，接好电极测定回路。 （3）通氮气约30分钟，除去溶解氧后停止通气，让电解液恢复静止状态。 （4）定好电位测定幅度和扫描速度。 （5）进行测定。 以一定条件下Fe(CN)63-/4-体系为例： 1.工作电极预处理： 金盘电极、石墨电极分别作为测定Fe(CN)63-/4-工作电极，工作电极使用前在细砂纸上轻轻打磨至光亮。 2. 溶液配制 3.循环伏安法测量 (1)电化学分析系统，选择循环伏安法。

电解与库仑习题解答

电解与库仑分析法习题解答 16-9用汞阴极恒电流电解pH 为1的Zn 2+溶液，在汞电极上，η H2=-1.0V ，试计算在氢析出前，试液中残留的Zn 2+浓度。 解：V 059.10.1]H lg[059.0(2 22H ΘH ,H H ,H -=-=+=+++ηE E 析出） (mol/L)109.26][Zn ]lg[Zn 20.0590.7631.0591122-++?=+-=- 16-10在1mol/L 硫酸介质中，电解1mol/L 硫酸锌与1mol/L 硫酸镉混合溶液。试问：（1）电解时， 锌与镉何者先析出？（2）能不能用电解法完全分离锌和镉？电解时，应采用什么电极？ηH2(铂电 极上)=-0.2V,ηH2(汞电极上)=-1.0V ,ηCd =0, ηZn =0 解：（1）若以铂为阴极： V 763.01lg 2059.0Zn ,Zn Zn ,Zn 22-=+=Θ++E E V 403.01lg 2 059.0ΘCd ,Cd Cd ,Cd 22-=+=++E E 显然，镉先析出。当mol/L 10]Cd [52-+= V 551.010lg 2 059.0403.05Cd ,Cd 2-=+-=-+E 但氢先析出，干扰析出，当[H +]=10-5mol/L 时， V 495.02.010lg 059.0(5H ,H 2 -=-=-+析出）E 显然，伴随镉的析出，还有氢离子的干扰。 （2）若以汞作阴极。因V 0.12H -=η 析出完全时的电位。小于析出）+-==+2H H ,H Cd V 0.1(22 ηE V 910.010lg 2 059.0763.05Zn ,Zn 2-=+ -=-+E 大于氢离子的析出电位。故氢离子不干扰镉、锌的析出。 V 15.0V 36.0)763.0(403.0,,22>=---=-=?++Zn Zn Cd Cd E E E 说明能分离完全。 16-11用控制电位电解0.1mol/L 硫酸铜溶液，如控制电解时的阴极电位为-0.10V （对SCE ），使电 解完成，试计算铜离子的析出的百分数。 解：阴极电位为：V 144.0244.01.0=+-=E ]Cu lg[2 059.034.0144.0];Cu lg[2059.022++Θ+=+=E E 得：mol/L 1027.27-?=x 故铜的析出量为0.1mol/L 残留量为：%1027.2%1001 .01027.247--?=??

小区域控制测量

小区域控制测量 导线测量 导线测量是平面控制测量的一种方法。所谓导线就是由测区内选定的控制点组成的连续折线，见图6-1所示。折线的转折点A 、B 、C 、E 、F 称为导线点；转折边D AB 、D BC 、D CE 、D EF 称为导线边；水平角B β，C β，E β称为转折角，其中B β、E β在导线前进方向的左侧，叫做左角，C β在导线前进方向的右侧，叫做右角；AB α称为起始边D AB 的坐标方位角。导线测量主要是测定导线边长及其转折角，然后根据起始点的已知坐标和起始边的坐标方位角，计算各导线点的坐标。 图6-1 导线示意图 一、导线的形式 根据测区的情况和要求，导线可以布设成以下几种常用形式： 1.闭合导线。 如图6-2a)所示，由某一高级控制点出发最后又回到该点，组成一个闭合多边形。它适用于面积较宽阔的独立地区作测图控制。 2.附合导线。 如图6-2b)所示，自某一高级控制点出发最后附合到另一高级控制点上的导线，它适用于带状地区的测图控制，此外也广泛用于公路、铁路、管道、河道等工程的勘测与施工控制点的建立。 3.支导线。 如图6-2c)所示，从一控制点出发，即不闭合也不附合于另一控制点上的单一导线，这种导线没有已知点进行校核，错误不易发现，所以导线的点数不得超过2～3个。

图6-2 导线的布置形式示意图 二、导线的等级 除国家精密导线外，在公路工程测量中，限据测区范围和精度要求，导线测量可分为三等、四等、一级、二级和三级导线五个等级。各级导线测量的技术要求如表6-1所列。 导线测量的技术要求 表6-1 等级 附合导 线长度 (km) 平均边长(km) 每边测距中误差(mm) 测角 中误差(″) 导线全长相对闭合差 方位角闭合差(″) 测回数 DJ 1 DJ 2 DJ 6 三等 30 2.0 13 1．8 1/55 000 n 6.3± 6 10 — 四等 20 1.0 13 2．5 1/35 000 n 5± 4 6 — 一级 10 0.5 1 7 5．0 1/15 000 n 10± — 2 4 二级 6 0.3 30 8．0 1/10 000 n 16± — 1 3 三级 — — — 20．0 1/2000 n 30± — 1 2 第二节 导线测量的外业工作 导线测量的工作分外业和内业。外业工作一般包括选点、测角和量边；内业工作是根据

线性扫描伏安法测定废水中的镉

线性扫描伏安法测定废水中的镉 蔡孟珂(13322006) 蔡景恒蔡镓鹂 中山大学化学与化学工程学院，化学类 A 班 摘要：本实验采用线性扫描伏安法，通过测定一系列浓度Cd2+浓度并与测定待测溶液进行比对，计算出待测溶液中Cd2+含量为90.57mg/L。实验采用常规峰电流和半微分峰电流两种处理方法进行计算，提高了实验精度。电流峰高与浓度成正比，据此进行定量分析。同时通过半微分（semi-derivative）处理，可将伏安波动半峰形转化成峰形，改善了峰形和峰分辨率。该方法方便快捷，且成本不高，适用于快速简便地测定废水中的镉含量。 关键词：线性扫描伏安法镉离子废水 1 引言： 镉是一种具有银白色光泽、软性、延展性好、耐腐蚀的稀有金属，加热即会挥发，其蒸汽可与空气中的氧结合形成氧化镉。镉类化合物具有较大脂溶性、生物富集性和毒性，并能在动物、植物和水生生物体内蓄积。随着近年来水环境中镉污染事故的不断出现，人们对环境中镉污染的恐惧也在不断增加。[1] 铬的污染主要由工业引起。铬的开采、冶炼、铬盐的制造、电镀、金属加工、制革、油漆、颜料、印染工业，都会有铬化合物排出。如制革工业通常处理一吨原皮，要排放含铬410mg/l 的废水50－60吨；若每天处理原皮十吨，则年排铬72－86吨。[2] 水和废水中镉的测定,有比色法、原子吸收分光光度法及阳极溶出伏安法等。也有报道用离子选择电极法测定显像管废水和用极谱法测定水中的微量镉。[3] linear sweep voltammetry；LSV 是一种伏安法技术。将线性电位扫描(电位与时间为线性关系)施加于电解池的工作电极和辅助电极之间。工作电极是可极化的微电极，如滴汞电极、静汞电极或其他固体电极；而辅助电极和参比电极则具有相对大的表面积，是不可极化的。常用的电位扫描速率介于0．001～0．1V／s。可单次扫描或多次扫描。根据电流-电位曲线测得的峰电流与被测物的浓度呈线性关系，可作定量分析，更适合于有吸附性物质的测定。

小区域控制测量的原理及方法剖析

小区域控制测量的原 理及方法 控制测量概述 在绪论中已经指出，测量工作必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则，先建立控制网，然后根据控制网进行碎部测量和测设。控制网分为平面控制网和高程控制网两种。测定控制点平面位置的工作，称为平面控制测量。测定控制点高程的工作，称 为高程控制测量。 在全国范围内建立的控制网，称为国家控制网。它是全国各种比例尺测图的基本控制，并为确定地球的形状和大小提供研究资料。国家控制网是用精密测量仪器和方法依照施测精度按一、二、三、四等四个等级建立的，它的低级点受高级点逐级控制。一等 三角锁是国家平面控制网的骨干。二等三角网布设于一等三角锁环内，是国家平面控制网的全面基础。三、四等三角网为二等三角网的进一步加密。建立国家平面控制网，主要采用三角测量的方法。国家一等水准网是国家高程控制网的骨干。二等水准网布设于一等水准环内，是国家高程控制网的全面基础。三、四等水准网为国家高程控制网的进一步加密，建立国家高程控制网，采用精密水准测

量的方法。 在城市或厂矿等地区，一般应在上述国家控制点的基础上，根据测区的大小、城市规划和施工测量的要求，布设不同等级的城市 平面控制网，以供地形测图和施工放样使用。直接供地形测图使用的控制点，称为图根控制点，简称图根点。测定图根点位置的工 作，称为图根控制测量。图根点的密度(包括高级点)，取决于测图比例尺和地物、地貌的复杂程度。至于布设哪一级控制作为首级控制，应根据城市或厂矿的规模。中小城市一般以四等网作为首级控制网。面积在15km以内的小城镇，可用小三角网或一级导线网作为首级控制。面积在0.5km以下的测区，图根控制网可作为首级控制。厂区可布设建筑方格网。 城市或厂矿地区的高程控制分为二、三、四等水准测量和图根水准测量等几个等级，它是城市大比例尺测图及工程测量的高程控制。同样，应根据城市或厂矿的规模确定城市首级水准网的等级，然后再根据等级水准点测定图根点的高程。水准点间的距离，一般地区为2—3km，城市建筑区为1—2km，工业区小于1km。一个测区至少设立三个水准点。 本文主要讨论小地区(10km’以下)控制网建立的有关问题。下面将分别介绍用导线测量建立小地区平面控制网的方法，用三、四等水淮测量和三角高程测量建立小地区高程控制网的方法。 第二节导线测量 导线测量是平面控制测量的一种方法。所谓导线就是由测区内选定的控制点组成的连续折线，见图6-1所示。折线的转折点A、B、C、

线性扫描伏安法测定废水中的镉离子含量

线性扫描伏安法测定废水中的镉 摘要：本实验利用线性扫描伏安法扫描废水中镉离子浓度，使用铋膜碳电极为工作电极，Ag/AgCl 电极为参比电极，Pt为辅助电极的三电极系统，在CHI660A电化学工作站采用常规峰电流对镉离子浓度作回归方程，结果测得：对常规峰进行处理后得方程y = 356.44x + 0.0348，相关系数R2达0.9997，测得含量为50.40 mg.L-1。此法精度高、迅速、灵敏，结果令人满意。 关键词：线性扫描伏安法镉离子常规峰电流半微分峰电流 1.引言 镉（Cadmium）是一种重金属，与氧、氯、硫等化学元素形成无机化合物分布于自然界中。人体健康的危害主要来源于工农业生产所造成的环境污染。镉在工业中有广泛应用，如电池、电镀合金、油漆和塑料等的生产和使用。镉对肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统均可产生毒性，且环境中的镉不能生物降解，所以现今镉的污染已经处于较为严重的状况[1]。 目前国家对于镉离子分析的标准测定方法有：无火焰原子吸收分光光度法、火焰原子吸收分光光度法、双硫脉分光光度法[2]。 伏安法和极谱法是一种特殊的电解方法。以小面积、易极化的电极为工作电极，以大面积、不易极化的电极为参比电极组成电解池，电解被分析物质的稀溶液，由所测得的电流－电压特性曲线来进行定性和定量分析的方法。使用滴汞电极或其他表面能够周期性更新的液体电极者称极谱法,使用表面静止的液体或固体电极者称伏安法。伏安法由极谱法发展而来，后者是伏安法的特例。极谱法的使用涉及到汞，毒性问题较为严重；且若采用极谱法，则需要消除氧波（加入Na2SO3、抗坏血酸、通惰性气体或N2保护）和极谱极大（加入一些表面活性物质如明胶、PVA、Triton X-100等）的干扰，过程较为繁琐。由于线性扫描伏安法扫描的速度比较快，氧波和前波的干扰很小，可不除氧，前放电物质存在也不干扰测定[3]。 伏安法作为一种非分析方法，主要用于研究各种介质中的氧化还原过程、表面吸附过程以及化学修饰电极表面电子转移机制。伏安法选择性和灵敏度较高，而且随着低成本的电子放大装置出现，伏安法开始大量用于医药、生物和环境分析中[4]。相对于其他测定痕量镉的方法包括 ICP-AES[5]，火焰原子光谱法[2]等，这些方法同样需要绘制回归方程，相对误差较大（在1%-5%左右），相关系数R一般比较低。而采用线性伏安法仪器造价低廉、灵敏度高、有一定精确度、测试速度快、维护成本较低、携带方便。 综上所述，本实验中将采用线性扫描伏安法对废水样品中镉离子浓度进行测量。 2.实验部分

线性扫描伏安法与循环伏安法实验

**大学本科实验报告专用纸 课程名称 仪器分析实验 成绩评定 实验项目名称 线性扫描伏安法与循环伏安法实验 指导教师 实验项目编号 实验项目类型 实验地点 学生姓名 学号 学院 系 化学系 专业 实验时间2015年11月13日下午～11月13日下午 温度 ℃湿度 一．实验目的 1.掌握线性扫描伏安法及循环伏安法的原理； 2.掌握微机电化学分析系统的使用及维护。 3.掌握利用线性扫描伏安法进行定量分析及利用循环伏安法判断电极反应过程。 二．实验原理 1. 线性扫描伏安法： 线性扫描伏安法是在电极上施加一个线性变化的电压，记录工作电极上的电解电流的方法。记录的电流随电极电位变化的曲线称为线性扫描伏安图。 ⑴可逆电极反应的峰电流如下： c v AD n i p 121351069.2?= 式中，n 为电子交换数；A 为电极有效面积；D 为反应物的扩散系数；v 为电位扫描速度；c 为反应物（氧化态）的本体浓度。当电极的有效面积A 不变时，上式可简化为：c Kv i p 21= 即峰电流与电位扫描速度v 的1/2次方成正比，与反应物的本体浓度成正比。这就是线性扫描伏安法定量分析的依据。 ⑵可逆电极反应，峰电位与扫描速度无关，nF RT E E p /1.121±= 电极反应为不可逆时，峰电位p E 随扫描速度v 增大而负（或正）移。 2. 循环伏安法： 循环伏安法的原理与线性扫描伏安法相同，只是比线性扫描伏安法多了一个回扫，所以称为循环伏安法。循环伏安法是电化学方法中最常用的实验技术，也是电化学表征的主要方法。循环伏安法有两个重要的实验参数，一是峰电流之比，二是峰电位之差。对于可逆电极反应，峰电流之比pa pc i i /（阴极峰电流pc i 与阳极峰电流pa i 之比）的绝对值约等于1。峰电位之差p E ?（阴极峰电位pc E 与阳极峰电位pa E 之差）约为60mV(25℃),即 nF RT E p /22.2=?。

线性电势扫描法测试金属镍的阳极极化曲线1实验目的2实验原理线性

1实验目的 2实验原理 线性电势扫描法是指在一定的范围内控制施加在WE 上的电极电势，以一定的速度均匀变化，同时记录对应电极电势下电化学反应的响应电流密度，以电极电势为自变量，电流密度为因变量，用电极电势-电流密度曲线表示实验结果，即极化曲线。 线性电势扫描法可测定电极的阴极和阳极极化曲线。用该法测得的阳极钝化曲线常为下图所示。 E E 钝化 i i 钝化 图1 线性电势扫描法得到的金属阳极钝化曲线示意图 上图中整条曲线分为四个区域：（1）AB 区间为活性溶解区。金属发生阳极溶解，阳极电流密度与电极电势（或超电势）符合Tafel 规律；（2）BC 区间为过渡钝化区。由于金属表面开始发生钝化，随着电极电势逐渐正移，金属的溶解速率迅速减小；（3）CD 区间为钝化稳定区。由于金属表面已经覆盖一层致密的钝化膜，金属的溶解速度保持在一个比较小的水平，溶解速率基本不随电极电势的正移而改变；（4）DE 区间为过度钝化区。由于在高极化状态下，电极表面发生了析氧反应或生成更高价金属离子的反应，电流密度随电极电势的正移而增大。从极化曲线可以看出，具有钝化现象的阳极极化曲线的一个重要特点是：在BCD 区间，同一电流密度值下对应几个不同的电极电势值。这种极化曲线是无法用恒电流法进行测量的。可见，线性电势扫描法是研究金属钝化现象的重要方法。 影响金属钝化的因素很多。主要有：（1）金属的组成和结构。各种金属的钝化能力不同，即所谓的“化学因素”。在金属中引入其它金属成分，可以改变金属的钝化行为。如，铁中掺入镍、铬可促进钝化，并提高钝化状态的稳定性。（2）电解质溶液的组成。溶液的pH 值、卤素离子和氧化性阴离子对金属的钝化行为存在显著影响，即所谓“溶液因素”。在酸性和中性溶液中，随着pH 值的增大，有利于钝化的形成。卤素离子，特别是Cl -离子则阻碍金属的钝化，并能破坏金属的钝态。有些氧化性的阴离子，如NO 2-等，则可促进金属进入钝态。（3）其它因素。温度、搅拌等因素也能影响金属的钝化行为。一般情况下，升高温度、提高搅拌强度不利于金属形成钝态。

小区域控制测量

小区域控制测量 一、实验目的 通过本次实验，使学生在掌握水准仪、经纬仪的工作原理、操作方法，水准尺、钢尺、测钎、标杆等工具的使用，及掌握某地面点的高程、水平距离和角度的测量的基础上。能较熟练地利用这些知识、工具进行某小区的测绘并能准确对测量后的数据处理、绘出小区平面图，掌握测绘的方法和步骤，为以后的工程测量工作打下良好的基础。 一、实验原理 在测量工作中，为了限制误差的传播，满足测图或施工的需要，使分区的测图能拼接成整体，或使整体的工程能分区施工放样，这就必须遵循测量工作的原则，即：“从整体到局部”、“先控制后碎部”。也就是说，在作局部测量或碎部测量之前，先要进行整体的控制测量。控制测量指的是在整个测区范围内测定一些起控制作用的点的精确位置，以统一全测区的测量工作。它分平面控制测量和高程控制测量两种：测定控制点平面位置X、Y的的工作，称为平面控制测量；测定控制点高程的工作，称为高程控制测量。 1、平面控制测量 国家平面控制网的常规布设方法主要有三角网和导线网两钟。按其精度分成一、二、三、四等。其中一等网精度最高，逐级降低；而控制的密度，则是一等网最小，逐级增大。如图，一等三角网一般称为一等三角锁，它在全国范围内，沿经纬线方向布设，是国家平面控制网的骨干。它除作扩展低等平面控制网的基础之外，还为测量学科研究地球的形状和大小提供精确数据。二等三角网布设于一等三角锁环内，是国家平面控制网的全面基础。三、四等网是二等网的进一步加密，以满足测图和各项工程建设的需要。在某些局部地区，如果采用三角测量有困难时，也可用同等级的导线测量代替。其中一、二等导线测量，又称为精密导线测量。城市平面控制网布设也分为二、三、四等三角网（亦即上述国家平面控制的二、三、四等）和一二级小三角网，或一、二、三级导线网，最后再布设直接为测绘大比例尺图所用的图根小三角和图根导线。 小区域平面控制网，可根据测区面积的大小分级建立测区首级控制和图根控制。直接用于测图的控制点称为图根控制测量。简称图根点。测定图根点位置的工作，称为图根控制测量。图根控制测量可直接在三角点或高级控制点的控制下，布设图根小三角或图根导线，此为一级图根点。若测区面积较大，利用一级图根点再发展的图根点，称为二级图根点。小区域平面控制的技术指标可查表。 包括高级控制点在内，国根点的密度与测图比例尺和地形的复杂程度有关，平坦开阔地区图根点的密度一般不宜低于表中规定。 导线测量是建立小区域平面控制网的一种常见方法它使用于地物分布较复杂的建筑区、视线障碍较多的隐蔽区和带状地区。若用经纬仪测量转折角，用钢尺测量边长，这样的导线称为经纬仪导线；若用测距仪或全站仪测量边长，这样的导线称为电磁波测距导线。 2、高程控制测量 国家高程控制或建立主要采用水准测量的方法，其按精度同样可分为一、二、三、四等如图。一等水准网是国家最高级的高程控制骨干，它除作为扩展低等高程控制的基础外，还为科学研究提供依据。二等水准网为一等网的加密，是国家高程控制的全面基础。三、四等水准网为进一步加密网，直接为各种测区提供必要的高程控制。

仪器分析实验报告：线性扫描伏安法测定废水中的镉

线性扫描伏安法测定废水中的镉含量1111* 11111学院广州510275 摘要Cd是我国水质监测实施排放总量控制的指标之一。本实验采用线性扫描伏安法（LSV）方法对废水中的镉离子进行了定量分析。扫描曲线经过了半微分方法处理处理后的工作曲线在0-80 mg/L范围内的线性相差系数R2为0.9984，结果表明水样中Cd2+的含量为56.7 mg/L，此含量远超过相差规定，必须加以处理方可排放。方法设备简单、操作简便、分析速度快，有较好的应用前景。关键词线性扫描伏安法废水 镉 引言 镉（Cd）不是人体的必需元素，Cd的毒性很大在人体主要积蓄在肾脏，引起泌尿系统的功能变化，引发多种疾病。1955年在日本富山县发生的头痛病，即为Cd污染所致，我国也有受Cd污染稻米的报道。当水中Cd质量浓度为0.1 mg/L时可轻度抑制地表水的自净作用。用Cd质量浓度为0.04 mg/L的污水进行农灌时，土壤和稻米明显受到污染。农灌水中Cd的质量浓度达到0.007 mg/L 时，即可造成污染。因此Cd是我国水质监测实施排放总量控制的指标之一[1]。Cd的主要污染源有电镀、采矿、冶炼、染料、电池及其它工业等排放的废水，这些废水排放到水体中引起水质污染。因此，对水体中有害重金属元素进行检测，保护生态环境就显得很重要[2]。 水和废水中镉的测定，有比色法、原子吸收分光光度法及阳极溶出伏安法、离子选择性电极法、极谱法等[3]。线性扫描伏安法是指在汞电极上施加一个线性变化的电压，即电极电位是随外加电压线性变化记录工作电极上的电解电流的伏安分析方法，它具有灵敏度高、分辨率高、抗先还原能力强等优点，因此被广泛地应用到了包括有机、无机离 子和生物医药物质的分析测定之中。线性扫描伏安法的工作电极是可极化的微电极，如滴汞电极、静汞电极或其他固体电极；而辅助电极和参比电极则具有相对大的表面积，是不可极化的。根据电流-电位曲线测得的峰电流与被测物的浓度呈线性关系，可作定量分析[4]。 Cd2+在多种底液中都有良好的极谱波。本实验采用1.0 mol HCl作底液，在-0.3至-0.8V进行线性扫描，Cd2+在汞膜电极上发生如下电极反应： Cd2++2e-+Hg = Cd(Hg) E1/2= -0.67 V （vs. SCE）电流峰高与浓度成正比，即I p=Kc，据此进行定量分析。为提前灵敏度，本实验同时对谱峰进行半微分处理来与未处理时进行对比。 1 实验部分 1.1仪器与试剂 CHI750电化学工作站；三电极系统：汞膜电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，Pt 为辅助电极；超声清洗仪；50 ml容量瓶6个，电解池6个，砂纸（粗、中、细）若干。 汞（A.R.）；2 mol/L HCl溶液。0.50 mg/mL Cd2+标准溶液；样品溶液：含Cd2+废水样品（已含1.0 1

第十一组线性电位扫描法测镍在硫酸溶液中的钝化行为实验问题

2011-2012学年物化实验 第 十 一 组 组长：滕远 组员：谭清华、唐艳辉、杨江静时间：二0一一年十一月

实验八十线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为 一、预习提问 1、什么是极化？什么是极化曲线？阳极极化电极电势如何变化？阴极极化电极电势又如何变化？ 答:在金属的阳极溶解过程中,其电极电势必须大于其热力学电势,电极过程才能发生.这种电极电势偏离其热力学电势的行为称为极化. 极化曲线:描述电极电势与通过电极的电流密度之间关系的曲线. 阳极极化电极电势：由于极化是电极电势变大 阴极极化电极电势：由于极化使电极电视变小。 2、什么是金属的钝化？ 答:当阳极极化不大时,阳极过程的速率随着电势变正而逐渐增大,但当电极电势正到某一数值时,其溶解速率达到最大,而后,阳极溶解速率随着电势变正反而大幅度降度,这种现象称为金属的钝化. 3、金属为什么会由活化状态转变为钝化状态？ 答:有的人认为金属钝化是由于金属表面形成了一层具有保护性的致密氧化膜,因而阻止了进一步溶解,称为氧化物理论：另一种观点则认为金属钝化是由于金属表面吸附了氧，形成了氧吸附层或含氧物吸附层，因而抑制了腐蚀的进行，称为表面吸附理论：第三种理论认为，开始是氧的吸附，随后金属从基底迁移至氧吸附膜中，然后发展为无定形的金属-氧基结构而使金属溶解速率降低，被称为连续模型理论。 4、影响金属钝化过程的因素有哪些？ 答：（1）溶液的组成，溶液中存在H+、卤素离子以及某些具有氧化性的阴离子对金属钝化现象起着显著的影响。 （2）金属的化学组成和结构，各种纯金属的钝化能力均不相同，以Fe、Ni、Cr 金属为例，易钝化的顺序为Cr >Ni> Fe. （3）外界因素当温度升高或加剧搅拌，都可以推迟或防止钝化过程的发生。 5、阳极极化曲线为什么要用恒电位法而不能用恒电流法？

线性电位扫描法测量交换电流密度

实验9：线性电位扫描法测量交换电流密度 一、实验目的 1. 理解交换电流密度的意义； 2. 掌握线性电位扫描法测量交换电流密度。 二、实验原理 设电极反应为： O e R +? 当电极电位等于平衡电位时，电极上没有净反应发生，即没有宏观的物质变化和外电流通过，但是在微观上仍有物质交换。也就是说，电极上的氧化反应和还原反应处于动态平衡，即： c a i i = 因为平衡电位下的还原反应速度与氧化反应速度相等，在电化学上用一个统一的符号i o 来表示这两个反应速度。这里i o 就叫作交换电流密度或简称交换电流。它表示平衡电位下氧化反应和还原反应的绝对速度。也就是说，i o 就是在平衡条件下，氧化态粒子和还原态粒子在电极/溶液界面的交换速度。所以，所以交换电流密度本身就表征了电极反应在平衡态下的动力学特征，它的大小与电极反应的速率常数、电极材料和反应物质的浓度等因素有关。 在低过电位下，过电位η（V ）与极化电流密度i (A)之间呈线性关系，即 o RTi nFi η=- 可见，RT/nF i o 具有电阻的量纲，常被称为电荷转移电阻Rct （或R r ）。它相当于电荷在电极/溶液界面传递时单位面积上的等效电阻。当η ≤ 10 mV 时，拟合极化曲线中的线性部分，根据拟合直线的斜率可以求得Rct ，再根据上述公式求得交换电流密度i o (A/cm 2）。

三、实验器材 CHI电化学工作站；铂片电极；Hg/Hg2SO4参比电极；玻碳电极；三口电解池；0.1 mol/L VO2+ + 0.1 mol/L VO2+ +3 mol/L H2SO4溶液；程控水浴锅 四、实验步骤 1. 预处理电极，用去离子水沾湿玻碳电极后在砂纸上打磨至表面光亮，然后用去离子水冲洗干净后用滤纸擦干。打磨铂电极至光亮，用浓盐酸洗液浸泡后擦干. 2. 打开仪器和电脑，连接仪器和电极。记录电极开路电位其值为0.4083V，待开路电位稳定后，选择“线性电位扫描”方法。电极电位为0.4083V，从0.3878V的电位开始扫描，终止电位是 0.4478V，扫描速率是0.3mV/s，自动灵敏度； 4. 待测量结束后，保存数据，将电解槽放入50o C水浴锅中，重复步骤2（此时测得开路电位为 0.4088V）； 5. 关闭电脑和仪器，清洗电极与电解槽。 五、实验数据处理及分析 1. 将在室温和50o C下的线性电位扫描曲线的线性部分分别进行线性拟合，求出i o值； 图1.室温下玻碳电极的线性电位扫描曲线 取点（0.013766,1.7568x10-5）(-0.01297,-1.8402x10-5)

线性扫描伏安法与循环伏安法

教案 实验线性扫描伏安法与循环伏安法 一、实验目的 1、了解线性扫描伏安法和循环伏安法的特点和基本原理 2、掌握线性扫描伏安法的定量分析方法 3、了解循环伏安法在研究电极机理方面的应用 二、基本原理 1、线性扫描伏安法 线性扫描伏安法是在电极上施加一个线性变化的电压，即电极电位是随外加电压线性变化记录工作电极上的电解电流的方法。记录的电流随电极电位变化的曲线称为线性扫描伏安图。可逆电极反应的峰电流可由下式表示： ip=0.4463nFADo1/2Co*(nFv/RT)1/2=5.99x105n3/2ADo1/2v1/2Co* (1) 式中n为电子交换数，A为电极有效面积，Do为反应物的扩散系数，v为电位扫描速度，Co*为反应物（氧化态）的本体浓度。也可以简化为（A不变时） ip=kv1/2Co* (2) 即峰电流与扫描速度的1/2次方成正比，与反应物的本体浓度成正比。这就是线性扫描伏安法定量分析的依据。 对于可逆电极反应，峰电位与扫描速度无关， Ep=E1/2±1.1RT/nF (3) 但当电极反应为不可逆时（准可逆或完全不可逆）。Ep随扫描速度增大而负（正）移。 2、循环伏安法 循环伏安法的原理同线性扫描伏安法相同，只是比线性扫描伏安法多了一个回扫。所以称为循环伏安法。循环伏安法是电化学方法中最常用的实验技术。循环伏安法有两个重要的实验参数，一是峰电位之比，二是峰电位之差。对于可逆电极反应，峰电流之比iPc/iPa(阴极峰电流与阳极峰电流之比)的绝对值约等于1。峰电流之差（ΔEp=|Epa--Epc|）约为59.6mV(25℃). ΔEp=2.22 RT/nF (4) 三、仪器和试剂 1、电化学分析系统 2、三电极系统：玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极（或饱和甘汞电极）为参比电极，铂 电极为对极。 3、1.0x10-3mol/L K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液（含0.1mol/L KCl） 四、实验步骤 1、选择仪器实验方法：电位扫描技术——线性扫描伏安法或循环伏安法。 2、电极的预处理：铂电极用金相砂纸将电极表面抛光，然后用蒸馏水清洗。 3、参数设置： 4、线性扫描伏安法实验： （1）以1.0x10-3mol/L K3[Fe(CN)6]溶液为实验溶液。分别设扫描速度为0.02，0.05，0.10， 0.20，0.30，0.40，0.50和0.60V/S，记录线性扫描伏安图，并将实验结果填入下 表（表1）