重量法測定氧化鎳中的鎳含量

劉惠婉，袁竹青，喬桂芳，李佳珂

(河南省化工研究所有限責(zé)任公司河南省化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，河南鄭州 450052)

0 前言

本文采用丁二酮肟鎳重量法測定搪瓷、陶瓷、玻璃工業(yè)和電磁工業(yè)中所使用的氧化鎳中的鎳含量。文中所提到的氧化鎳為一氧化鎳和三氧化二鎳，該方法適用于此兩種氧化鎳，現(xiàn)做簡單介紹。①一氧化鎳，又名氧化鎳、氧化亞鎳、綠色氧化鎳。分子式NiO，相對分子質(zhì)量為74.69，常態(tài)下為綠色粉末。主要用途:在搪瓷工業(yè)用作瓷釉的密著劑和著色劑;陶瓷工業(yè)用作色料的原料，磁性材料生產(chǎn)中用作鎳鋅鐵氧體的原料，玻璃工業(yè)用作茶色玻璃和顯像管玻殼的著色劑，一氧化鎳也是制造鎳鹽及鎳催化劑的原料。②三氧化二鎳，又名氧化鎳(III)、氧化高鎳、倍半氧化鎳、氧化正鎳。分子式Ni2O3，相對分子質(zhì)量為165.40，三氧化二鎳是灰黑色無味粉末。主要用于搪瓷和電磁工業(yè)，一般用途為玻璃、陶瓷的著色劑，以及催化劑、磁性材料的制造等。目前，氧化鎳化學(xué)分析方法僅有一個采用電沉積法進(jìn)行鎳量測定的國家標(biāo)準(zhǔn)。按照國標(biāo)要用到電解沉積裝置、鉑坩堝、原子吸收分光光度計等儀器裝置。這些儀器設(shè)備昂貴，一般實驗室不一定進(jìn)行配備，而且操作較為復(fù)雜，整個實驗過程歷時較長。由于實驗室操作繁瑣，加之時間與儀器方面的制約，實際運用不便。本文采用丁二酮肟鎳重量法測定氧化鎳中的鎳含量，該方法操作簡便，整個試驗時間可控制在幾小時內(nèi)。且僅使用分析天平、恒溫干燥箱等一般實驗室儀器，該方法精密度與準(zhǔn)確度高，可滿足分析試驗的需要。

1 試驗部分

1.1 方法提要

試樣用鹽酸溶液溶解后，在微氨性溶液(pH值為8～9)介質(zhì)中，向試樣溶液中加入丁二酮肟乙醇溶液，從而沉淀出紅色的丁二酮肟鎳，然后將沉淀過濾、洗滌，烘干至恒重，稱量。

1.2 試劑和儀器

鹽酸溶液(1+1);氨水溶液(1+1);丁二酮肟乙醇溶液(10 g/L);氯化銨;酒石酸;乙醇溶液(1+1);分析天平(感量0.000 1 g);恒溫水浴;恒溫干燥箱;抽濾裝置;4號玻璃坩堝式濾器。

1.3 測定步驟

稱取樣品1 g(精確至0.000 2 g)于400 mL燒杯中，加入50 mL鹽酸溶液(1+1)，蓋上表面皿。用小火加熱至沸并保持微沸狀態(tài)，直至樣品溶解完全。去掉表面皿，繼續(xù)小火加熱蒸發(fā)至近干。取下，冷卻后加少量水溶解，轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。干過濾，棄去最初20 mL濾液。準(zhǔn)確移取25.00 mL濾液于500 mL燒杯中，加水稀釋至約200 mL，然后加入酒石酸1 g，氯化銨1 g，滴加氨水(1+1)溶液調(diào)整溶液pH值為6～7(微酸性)，加熱至沸。取下冷卻至70～80℃，立即加入45 mL丁二酮肟乙醇溶液(10 g/L)，攪拌均勻，繼續(xù)滴加氨水溶液(1+1)調(diào)整試樣溶液pH值至8～9，于60～70℃保溫30min。用已恒重的4號玻璃坩堝式濾器進(jìn)行抽吸過濾，用熱水清洗燒杯和沉淀6次。最后用乙醇溶液(1+1)淋洗2次，每次約5 mL。然后把濾器連同沉淀移入干燥箱。在110～120℃下干燥至恒重，在干燥器中冷卻至室溫后稱量。

1.4 結(jié)果計算

試樣中氧化鎳(以Ni計)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω，數(shù)值以%表示，按下式計算:

式中:m2，恒重的4號玻璃坩堝式濾器及沉淀的質(zhì)量，g;m1，已恒重的4號玻璃坩堝式濾器的質(zhì)量，g;0.2031，丁二酮肟鎳換算為鎳(Ni)的系數(shù);m，試樣的質(zhì)量，g。

2 結(jié)果討論

2.1 方法的精密度

對同一試樣進(jìn)行5次平行測定，結(jié)果見表1。

表1 精密度測定數(shù)據(jù) %

計算得方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.068 77，變異系數(shù)為0.091 28。

2.2 方法的準(zhǔn)確度

用已知含量的氧化鎳按線性系列加入到同一試樣中，測定氧化鎳中的鎳含量回收率，結(jié)果見表2。試樣的回收率為98.8% ～100.7%。

表2 準(zhǔn)確度測定數(shù)據(jù)

3 幾點說明及注意事項

①試樣在未溶解完全前，如因經(jīng)長時間煮沸而使溶液體積減少時，可再添加適量鹽酸溶液(1+1)后在繼續(xù)煮沸溶解。②如試樣在鹽酸溶液(1+1)中溶解速度較慢時，可改用硝酸溶液(1+1)溶解試樣，待溶解完全后，加熱蒸發(fā)至近干，然后加入10 mL硫酸溶液(1+1)，加熱至冒濃硫酸白煙以驅(qū)趕盡硝酸(如有氧化劑存在，鎳將與丁二酮肟生成可溶性配合物，影響測定結(jié)果)冷卻至室溫，用水溶解后(如不溶，可加熱)，轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中。③加入酒石酸、氯化銨作為掩蔽劑，消除鐵、鋁等雜質(zhì)的干擾。④配制丁二酮肟乙醇溶液(10 g/L)時，如丁二酮肟在乙醇中溶解不完全，可將燒杯放入60℃左右的溫水中加熱片刻，并同時進(jìn)行攪拌，使之溶解完全。⑤于微酸性熱溶液中加入丁二酮肟，然后將溶液氨化，所得到的沉淀較直接自冷或氨性溶液中生成的沉淀要更易于過濾。滴加氨水也不宜過多，太過量的氨水將推遲沉淀進(jìn)行。⑥沉淀時溫度不宜過高，否則加入沉淀劑時會有爆沸現(xiàn)象產(chǎn)生，從而使沉淀損失;保溫時溫度也不宜過高，否則會使氨水及乙醇揮發(fā)而導(dǎo)致結(jié)果偏低。因此選擇沉淀溫度為70～80℃，保溫時溫度為60～70℃。⑧沉淀劑加入量可根據(jù)試樣溶液中的鎳含量做相應(yīng)調(diào)整，沉淀劑加入過量不宜過多，理論量為1 mL丁二酮肟乙醇溶液(10 g/L)可沉淀2.5 mg鎳。因此，一般加入量每10 mg鎳加入6～7 mL丁二酮肟乙醇溶液。且加入沉淀劑的體積不宜超過試樣溶液體積的四分之一，避免沉淀溶于乙醇(丁二酮肟鎳沉淀溶于酸性溶液或體積比50%及以上乙醇溶液中)。

4 結(jié)論

采用丁二酮肟鎳重量法測定氧化鎳中的鎳含量，實驗結(jié)果表明，該方法的準(zhǔn)確度和精密度較高，線性關(guān)系良好。而且該方法相對簡便，省時、易于操作，可以運用到實際的樣品分析中。