碘量法測定六價(jià)鉻鍍液中的三氧化鉻和三價(jià)鉻

郭崇武

（廣州超邦化工有限公司，廣東 廣州 510460）

【分析測試】

碘量法測定六價(jià)鉻鍍液中的三氧化鉻和三價(jià)鉻

郭崇武

（廣州超邦化工有限公司，廣東 廣州 510460）

改進(jìn)了六價(jià)鉻鍍鉻溶液中三氧化鉻和三價(jià)鉻的分析方法。先用碘量法測定三氧化鉻的濃度，然后在弱酸性條件下，不加硝酸銀作催化劑，用過硫酸銨將三價(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻，用碘量法測定六價(jià)鉻的總量，減去鍍液中初始六價(jià)鉻的量，即得到三價(jià)鉻的質(zhì)量濃度。該方法與硝酸銀催化強(qiáng)酸性氧化后硫酸亞鐵銨滴定法的三價(jià)鉻測定結(jié)果基本一致，精度符合實(shí)際生產(chǎn)要求，但操作更為簡單，標(biāo)準(zhǔn)溶液更穩(wěn)定，成本更低。

鍍鉻溶液；三氧化鉻，三價(jià)鉻；分析；碘量法；硫代硫酸鈉

Author’s address:Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd., Guangzhou 510460, China

1 前言

六價(jià)鉻鍍鉻溶液中三氧化鉻的分析一般采用亞鐵滴定法[1]，分析該鍍液中的三價(jià)鉻時(shí)，以硝酸銀作催化劑，用過硫酸銨將三價(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻，再滴定六價(jià)鉻的總濃度，用差減法得到三價(jià)鉻的濃度。由于硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液不夠穩(wěn)定，每次使用時(shí)都要進(jìn)行標(biāo)定，因此該方法比較費(fèi)時(shí)。相比之下，硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液比較穩(wěn)定[2]，故碘量法應(yīng)該比亞鐵滴定法更簡便。然而由于試液中含有銀離子，如果加碘化鉀，銀離子會與碘離子生成體積較大的棕紅色碘化銀沉淀，從而影響碘量法測定時(shí)的終點(diǎn)判斷。所以，分析六價(jià)鉻鍍鉻溶液中的三價(jià)鉻目前還只能使用亞鐵滴定法。為了提高工作效率和降低操作成本，制定了在不加硝酸銀的情況下以過硫酸銨氧化三價(jià)鉻[3]，并用碘量法分析六價(jià)鉻含量的方法[4]。

2 分析方法

2. 1 方法要點(diǎn)

在酸性條件下，六價(jià)鉻與碘化鉀反應(yīng)定量生成碘分子，用氟氫化銨掩蔽鐵，以淀粉作指示劑，用硫代硫酸鈉滴定碘，從而得到三氧化鉻的質(zhì)量濃度。

在弱酸性條件下，用過硫酸銨將三價(jià)鉻完全氧化成六價(jià)鉻，過量的過硫酸銨經(jīng)煮沸后分解成硫酸銨、硫酸和氧氣。然后測定六價(jià)鉻的總濃度，從六價(jià)鉻總濃度中減去鍍液中六價(jià)鉻的初始濃度，即得到鍍液中三價(jià)鉻的濃度。

2. 2 試劑

(1+3)硫酸：V(H2SO4)∶V(H2O)= 1:3。

過硫酸銨：固體。

淀粉指示劑：10 g/L淀粉的水溶液。

碘化鉀溶液：80 g/L。

氟化氫銨：固體。

硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.1 mol/L。

2. 3 操作步驟

2. 3. 1 三氧化鉻的測定

用移液管吸取鍍液5 mL于100 mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻。用移液管吸取該鍍液稀釋液10 mL于250 mL錐形瓶中，加水50 mL、氟化氫銨2 g、(1+3)硫酸10 mL、碘化鉀溶液10 mL，以硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至試液呈淡黃色，加淀粉指示劑1 mL，繼續(xù)滴定至試液由藍(lán)色變成綠色為終點(diǎn)。

2. 3. 2 三價(jià)鉻的測定

用移液管吸取鍍液稀釋液10 mL于250 mL錐形瓶中，加水50 mL及過硫酸銨1 ～ 2 g，煮沸至冒大氣泡2 min左右，冷卻，加氟化氫銨2 g、(1+3)硫酸10 mL、碘化鉀溶液 10 mL，以硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至試液呈淡黃色，加淀粉指示劑1 mL，繼續(xù)滴定至試液由藍(lán)色變成綠色為終點(diǎn)。

2. 4 計(jì)算

式中V1為分析六價(jià)鉻時(shí)消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(mL)，c為硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/L)，常數(shù)33.33 = 99.99 ÷ 3(其中99.99為三氧化鉻的相對分子質(zhì)量，3為六價(jià)鉻被還原成三價(jià)鉻所得到的電子數(shù))。V2為分析三價(jià)鉻時(shí)所消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(mL)，常數(shù)17.33 = 52.00 ÷ 3(其中52.00為鉻的相對原子質(zhì)量，3為三價(jià)鉻被氧化成六價(jià)鉻所失去的電子數(shù))，0.5為吸取鍍液的實(shí)際體積(mL)。

3 方法探討

3. 1 與硝酸銀催化-亞鐵滴定法的對比

配制三價(jià)鉻質(zhì)量濃度為6 g/L的硫酸鉻鉀溶液，分別吸取1 mL于2只250 mL錐形瓶中，1份加水70 mL、0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))硝酸銀溶液10 mL、濃硫酸5 mL、過硫酸銨1 g，加熱至冒大氣泡2 min，冷卻后加N–苯基代鄰氨基苯甲酸指示劑3滴，用0.101 3 mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，另1份按本法分析。2種方法所得三價(jià)鉻的的質(zhì)量濃度分別為5.96 g/L和5.98 g/L。由此可見，在弱酸性條件下不加硝酸銀催化劑，三價(jià)鉻也能被完全氧化成六價(jià)鉻。實(shí)踐表明，硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液存放在棕色磨口瓶中1個(gè)月標(biāo)定一次即可，其穩(wěn)定性比硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液高得多。

3. 2 試樣吸取量

考慮到現(xiàn)在裝飾性六價(jià)鉻鍍鉻工藝要求鍍液中三價(jià)鉻的質(zhì)量濃度較低，以及鍍鉻溶液向低濃度化方向發(fā)展，本法加大了吸取試樣量。在文獻(xiàn)[1]中，鍍液吸取量為0.25 mL，而本法吸取鍍液0.5 mL。

4 分析結(jié)果的精密度

對鍍鉻溶液進(jìn)行分析，一個(gè)試樣平行測定 6次，結(jié)果列于表1。

表1 測定結(jié)果的精密度分析Table 1 Analysis on precision of the determination result

本法測定三氧化鉻的相對平均偏差為0.12%，滿足測試的一般要求。由于鍍液中三價(jià)鉻的濃度低，采用滴定法測定三價(jià)鉻的精密度較低，本法的相對平均偏差為1.4%，相對誤差較大。由于實(shí)際生產(chǎn)對三價(jià)鉻的測定精度要求不高，因此本法仍能滿足監(jiān)控鍍液的要求。

4 結(jié)論

用碘量法測定六價(jià)鉻鍍鉻溶液中的三氧化鉻和三價(jià)鉻，所用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液穩(wěn)定，無需經(jīng)常標(biāo)定。在測定三價(jià)鉻時(shí)，不加硝酸銀作催化劑，在弱酸性條件下用過硫酸銨將三價(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻，然后用碘量法測定。與傳統(tǒng)方法相比，本法簡化了分析過程，并節(jié)省了貴金屬銀。

[1] 武漢材料保護(hù)研究所. 常用電鍍?nèi)芤旱姆治鯷M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1974: 3-5.

[2] 天津大學(xué)無機(jī)教研室. 無機(jī)化學(xué)(下冊)[M]. 北京: 高等教育出版社, 1994: 393, 484.

[3] 郭崇武, 向思杰. 鍍鉻溶液中三價(jià)鉻分析方法的改進(jìn)[J]. 電鍍與精飾, 2008, 30 (8): 37-39.

[4] 陳永順. 淺談三價(jià)鉻電鍍液使用及維護(hù)[C] // 天津市電鍍工程學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)年會論文集, 2006: 94-96.

Iodimetric determination of chromium trioxide and trivalent chromium in hexavalent chromium plating bath //

GUO Chong-wu

The traditional method for analysis of CrO3and Cr(III) in Cr(VI) plating bath was improved. The initial CrO3content is determined by iodimetry. The Cr(III) is oxidized to Cr(VI) by (NH4)2S2O8under a weakly acidic condition without AgNO3as catalyst. The total quantity of Cr(VI) is determined by iodimetry, and the content of Cr(III) is calculated by subtracting the initial Cr(VI) content from the total quantity of Cr(VI). The Cr(III) content determined by the method is agreed with that determined by (NH4)2Fe(SO4)2titration after oxidation in a strongly acidic media with AgNO3as catalyst. The precision of the method meets the practical production requirement. The method has advantages of simple operation, stable standard solution, and low cost.

chromium plating solution; chromium(VI) oxide; trivalent chromium; analysis; iodimetry; sodium hyposulfite

TQ153.11

A

1004 – 227X (2012) 11 – 0048 – 02

2012–05–16

2012–06–13

郭崇武（1960–），吉林輝南人，學(xué)士，高級工程師，主要從事電鍍工藝研究工作，在國內(nèi)外發(fā)表論文100余篇，《電鍍與精飾》雜志編委。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) chongwu.guo@ultra-union.com。

[ 編輯：溫靖邦 ]