鍍鎳溶液中硼酸的分析方法

黎小陽，　郭崇武

(廣州超邦化工有限公司，廣東 廣州　510460)

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鍍鎳溶液中硼酸的分析方法

黎小陽，郭崇武

(廣州超邦化工有限公司，廣東 廣州510460)

摘要：制定了測定鍍鎳溶液中硼酸的新方法。用草酸鉀掩蔽鍍液中的鎳離子和鍍液中鐵雜質(zhì)及鋅雜質(zhì)離子，用氟化鈉掩蔽鋁雜質(zhì)離子，用甘露醇與硼酸反應(yīng)生成酸性較強(qiáng)的配合酸，用酚酞作指示劑，以氫氧化鈉滴定法測定配合酸。實(shí)驗(yàn)表明，本法的相對平均偏差為0.2%，回收率為99.62%，精密度和回收率都較高。

關(guān)鍵詞:鍍鎳溶液； 硼酸； 分析方法； 鋁離子； 氟化鈉； 掩蔽劑

引言

鍍鎳溶液中硼酸的分析，一般采用檸檬酸鈉掩蔽鎳離子，加甘露醇或甘油使硼酸轉(zhuǎn)化成酸性較強(qiáng)的配合酸，用酚酞作指示劑，以氫氧化鈉滴定法測定配合酸[1-2]。另外，還可以采用草酸鉀或亞鐵氰化鉀掩蔽鎳離子，用氫氧化鈉滴定配合酸。

鍍鎳溶液經(jīng)常用于電鍍鋅-鋁合金壓鑄件，當(dāng)鍍件掉落到鍍槽中后，鍍件被腐蝕使鍍液中產(chǎn)生并積累一定量的鋁離子，干擾硼酸的測定。實(shí)驗(yàn)表明，采用檸檬酸鈉、草酸鉀以及亞鐵氰化鉀均不能消除鋁離子對測定硼酸的干擾。此外，也不能用檸檬酸鈉掩蔽鍍液中鐵雜質(zhì)和鋅雜質(zhì)[3-4]。為此，本文研制了用氟化鈉掩蔽鋁離子測定鍍鎳溶液中硼酸的方法。

1分析方法

1.1方法要點(diǎn)

用氟化鈉掩蔽鍍鎳溶液中的鋁雜質(zhì)，用草酸鉀掩蔽鎳離子、鐵雜質(zhì)及鋅雜質(zhì)，加甘露醇使硼酸轉(zhuǎn)化成酸性較強(qiáng)的配合酸，用酚酞作指示劑，以氫氧化鈉滴定法測定配合酸。

1.2試劑

酚酞指示劑，甘露醇，10%草酸鉀溶液，氟化鈉，0.1mol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液。

1.3測定程序

吸取鍍鎳溶液2.00mL于250mL錐形瓶中，加80mL水，4g甘露醇，室溫偏低時(shí)需將試液加熱至30～40℃，使硼酸與甘露醇充分反應(yīng)，加0.5g氟化鈉，10mL草酸鉀溶液，搖勻，加酚酞指示劑數(shù)滴，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至試液由綠色變?yōu)樽霞t色并保持30s不退色為終點(diǎn)。

1.4硼酸的質(zhì)量濃度計(jì)算

硼酸質(zhì)量濃度按下式計(jì)算：

ρ(H3BO3)=61.83cV/V0

ρ(H3BO3)為硼酸的質(zhì)量濃度，g/L；61.83為硼酸的摩爾質(zhì)量，g/mol；c為氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L；V為滴定時(shí)消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；V0為吸取被測試樣量，本法為2.00mL。

2干擾元素的掩蔽

2.1鎳離子

以酚酞作指示劑用氫氧化鈉滴定硼酸，鎳離子與氫氧根反應(yīng)生成氫氧化鎳沉淀，需加掩蔽劑掩蔽。吸取2.00mL 240g/L的六水合硫酸鎳溶液于250mL錐形瓶中，加80mL水稀釋，加10mL 10%的草酸鉀溶液，5滴酚酞指示劑，滴定1滴(約0.04mL)0.1008mol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，試液由綠色變?yōu)樽霞t色，表明用草酸鉀掩蔽鎳離子能夠完全消除其對測定硼酸的干擾。

2.2鐵雜質(zhì)

鍍鎳溶液中一般含有鐵雜質(zhì)離子，需加掩蔽劑掩蔽。配制2g/L的七水合硫酸亞鐵溶液，配制溶液中會(huì)產(chǎn)生少量的Fe3+離子，吸取2.00 mL該溶液于250mL錐形瓶中，加80mL水稀釋，加10mL草酸鉀溶液，滴加5滴酚酞指示劑，向試液中滴加1滴氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，試液變?yōu)榧t色，表明用草酸鉀能夠完全掩蔽Fe2+和Fe3+離子。

2.3鋅雜質(zhì)

鍍鎳溶液中還含有鋅雜質(zhì)離子，需掩蔽之。吸取2.00mL 2g/L的七水合硫酸鋅溶液于250mL錐形瓶中，測試方法與2.2相同，向試液中滴加1滴氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，試液變?yōu)榧t色，表明用草酸鉀能夠完全掩蔽鋅離子。

2.4鋁雜質(zhì)

測定硼酸時(shí)還需掩蔽鍍鎳溶液中的鋁雜質(zhì)。吸取2.00mL 5g/L的十八水合硫酸鋁溶液于250mL錐形瓶中，加80mL水，0.5g氟化鈉，5滴酚酞指示劑，用0.1008mol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，滴加1滴后試液變?yōu)榧t色，表明氟化鈉能夠完全掩蔽鋁離子。氟化鈉水解產(chǎn)生氫氧根，氟化鈉水溶液略顯堿性。在250mL錐形瓶中加0.5g氟化鈉，加80mL水，搖勻，加5滴酚酞指示劑，試液顯紅色，向該試液中滴加1滴0.1mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，試液變?yōu)闊o色，氟化鈉本身不影響硼酸的測定。

吸取2.00mL上述硫酸鋁溶液于250mL錐形瓶中，加80mL水，1g檸檬酸鈉，5滴酚酞指示劑，用0.1008mol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗氫氧化鈉溶液0.56mL。由此可見，測定鍍鎳溶液中的硼酸，不能用檸檬酸鈉掩蔽鋁雜質(zhì)。檸檬酸鈉分子中的羥基在與鋁離子配合時(shí)，能釋放出氫離子，使硼酸的測定結(jié)果偏高。吸取2.00mL上述硫酸鋁溶液于250mL錐形瓶中，加80mL水，10mL草酸鉀溶液，5滴酚酞指示劑，滴加0.08 mL氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液時(shí)，試液變?yōu)闇\紅色，滴加氫氧化鈉至0.20mL時(shí)，試液轉(zhuǎn)變?yōu)樯罴t色。由于草酸鉀對鋁離子的配合能力較弱，不能有效掩蔽鋁離子。亞鐵氰化鉀與鋁離子不能生成沉淀物，也不能用于掩蔽鋁離子。

3精密度和回收率

用分析純試劑配制鍍鎳溶液，鍍液中含45.15g/L硼酸，200g/L硫酸鎳，45g/L氯化鎳，2g/L硫酸鋁，1g/L硫酸亞鐵，1g/L硫酸鋅。用本法測定硼酸的質(zhì)量濃度并計(jì)算相對平均偏差，結(jié)果列于表1，由表1可知本法的相對平均偏差為0.2%，回收率為99.62%。

表1精密度測試結(jié)果

測定值ρ(H3BO3)/(g·L-1)ρ(H3BO3)/(g·L-1)相對平均偏差/%45.16 45.00 45.0044.85 45.04 44.8544.980.2

4結(jié)論

用氟化鈉掩蔽鍍鎳溶液中的鋁雜質(zhì)，用草酸鉀掩蔽鎳離子和鐵雜質(zhì)及鋅雜質(zhì)離子，用氫氧化鈉滴定法測定鍍鎳溶液中的硼酸，解決了鋁雜質(zhì)對測定硼酸的干擾問題。本法的精密度和準(zhǔn)確度都較高，相對于傳統(tǒng)方法，本法能更好地滿足鍍鎳溶液的維護(hù)要求。

參考文獻(xiàn)

[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，1974：120-124.

[2]徐紅娣，鄒群.電鍍?nèi)芤悍治黾夹g(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：99-102.

[3]郭崇武.鎳-鐵合金鍍液中硫酸鎳分析方法的改進(jìn)[J].電鍍與精飾,2010，32(7)：42-43.

[4]郭崇武.分析酸性鍍鋅溶液中硼酸含量掩蔽劑的選擇[J].涂裝與電鍍，2010，(4)：34-35.

Analysis Method of Boric Acid in a Nickel Plating Bath

LI Xiaoyang, GUO Chongwu

(Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd,Guangzhou 510460,China)

Abstract:A novel method of measuring boric acid in a nickel plating bath was established.The nickel ion, iron impurity, and zinc impurity in the plating bath were masked by potassium oxalate.The aluminum impurity was masked using sodium fluoride.The boric acid reacted with D-mannitol to produce a stronger complex acid which had stronger acidity than boric acid.The complex acid was titrated by utilizing sodium hydroxide standard titrating solution with phenothalin as indicator.The experiments showed that the relative average deviation of analysis results was 0.2% and the percent recovery was 99.62%.

Keywords:nickel plating solution; boric acid; analysis method; aluminum ion; sodium fluoride; masking agent

中圖分類號：TG115.37

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

收稿日期：2015-11-26修回日期： 2015-12-22

doi：10.3969/j.issn.1001-3849.2016.04.012