氯化物型三價鉻鍍鉻液中鐵的分光光度法測定

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（廣州超邦化工有限公司，廣東 廣州 510460）

氯化物型三價鉻鍍鉻液中鐵的分光光度法測定

周兵玉*，郭崇武，李小囝

（廣州超邦化工有限公司，廣東 廣州 510460）

在氫離子濃度為0.1 ～ 0.8 mol/L的硝酸介質(zhì)中，硫氰酸鹽與鐵離子生成穩(wěn)定的紅色配合物。利用這一特性用分光光度法測定氯化物型三價鉻鍍鉻液中的鐵含量。鍍液中有色物質(zhì)三價鉻對測定的影響用不加硫氰酸鉀的試液作空白來消除。以空白底液作參比，在波長480 nm處測定顯色液的吸光度。測定結(jié)果的相對平均偏差為0.52%，回收率為98.2% ～ 101.0%。

三價鉻鍍鉻液；鐵；硫氰酸鉀；分光光度法；測定

First-author’s address: Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd., Guangzhou 510460, China

鐵離子是氯化物型三價鉻鍍鉻液中的必要成分，可以提高電流密度上限并使鍍層色澤均勻，但其含量偏高時會導(dǎo)致鍍層耐蝕性下降，含量過高時鍍層發(fā)霧[1-2]。目前，對該體系鍍液中鐵含量的分析方法還未見報道，操作者一般憑經(jīng)驗向鍍液中補(bǔ)加鐵鹽，往往當(dāng)出現(xiàn)不良品時才能發(fā)現(xiàn)鍍液的故障。為此，參考有關(guān)文獻(xiàn)[3]，制定了測定氯化物型三價鉻鍍鉻液中鐵含量的分光光度法。

1 分析方法

1. 1原理

在[H+]= 0.1 ～ 0.8 mol/L硝酸介質(zhì)中，硫氰酸鹽與鐵離子生成穩(wěn)定的紅色配合物。利用這一特性，以分光光度法測定氯化物型三價鉻鍍鉻液中的鐵。鍍液中的配位劑甲酸鹽與鐵離子的配合能力較弱，對鐵的測定無影響。鍍液中有色物質(zhì)三價鉻對測定的影響可用試液本身作參比液來消除。以不加硫氰酸鉀的空白液作參比，在波長480 nm處測定顯色液的吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得鍍液中鐵的質(zhì)量濃度。

1. 2試劑

(1) 2 + 8硝酸：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65% ～ 68%的硝酸與水的體積比為2∶8。

(2) 硫氰酸鉀溶液：100 g/L硫氰酸鉀水溶液。

(3) 鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取分析純十二水合硫酸鐵銨8.634 g溶于1 000 mL容量瓶中，加濃硫酸10 mL，加水稀釋至刻度，搖勻。吸取該溶液10 mL于1 000 mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻。此標(biāo)準(zhǔn)溶液中含鐵10.0 mg/L。

1. 3標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別吸取鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液0、5、10、15和20 mL于5只50 mL容量瓶中，加2 + 8硝酸10 mL、硫氰酸鉀溶液10 mL，再加水稀釋至刻度，搖勻。用1 cm比色皿，以水作參比液，在波長480 nm處測定，所得吸光度對應(yīng)鍍液中鐵的質(zhì)量濃度計算如下：

式中 ρ(Fe)表示鍍液中鐵的質(zhì)量濃度(mg/L)，c為鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液中鐵的質(zhì)量濃度(mg/L)，V為吸取鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(mL)，V0為分析鍍液時吸取試樣的體積(本法吸取1 mL)。以鍍液中鐵的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1. 4測定

分別吸取氯化物型三價鉻鍍鉻液1 mL于兩只50 mL容量瓶中，加2 + 8硝酸10 mL。一只容量瓶加水稀釋至刻度，搖勻，此液作空白液；另一只容量瓶加硫氰酸鉀溶液10 mL后加水稀釋至刻度，搖勻，此液為顯色液。用1 cm比色皿，以空白液作參比，在波長480 nm處測定顯色液的吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得鐵的質(zhì)量濃度。

2 結(jié)果與討論

2. 1亞鐵離子的氧化

氯化物型三價鉻鍍鉻液中添加鐵離子，電鍍過程中鐵離子在陰極上能夠被還原，生成少量的亞鐵離子。加硝酸能將亞鐵離子氧化成鐵離子，測定結(jié)果為鍍液中鐵的總量。

2. 2三價鉻的影響

三價鉻鹽是鍍液中的主鹽，向試液中加入硫氰酸鉀后，三價鉻離子也能與硫氰酸根生成顏色較深的配離子，使試液的吸光度增大，但反應(yīng)緩慢，在本法所需的測定時間內(nèi)只能生成微量的配離子，不足以干擾鐵的測定。取氯化物型三價鉻鍍鉻液按本法分析，在顯色后1、5、10、15和20 min測定，其吸光度分別為0.132、0.132、0.132、0.132和0.134，說明試液的吸光度在15 min內(nèi)基本保持不變，穩(wěn)定性滿足測定要求。

2. 3鎳雜質(zhì)的影響

一般在光亮鎳鍍層上進(jìn)行三價鉻鍍鉻，三價鉻鍍鉻液中不可避免地會帶入鎳雜質(zhì)。鎳是三價鉻鍍鉻液中的有害雜質(zhì)，一般不允許超過 30 mg/L。鎳離子能與硫氰酸根生成顏色稍微深一些的綠色配離子，對試液的吸光度可能產(chǎn)生影響。配制含鎳60 mg/L的硫酸鎳溶液，分別吸取1 mL于兩只50 mL容量瓶中。一只容量瓶中加2 + 8硝酸10 mL，加水稀釋至刻度，搖勻；另一只中加2 + 8硝酸10 mL，硫氰酸鉀溶液10 mL，加水稀釋至刻度，搖勻。用1 cm比色皿，以不加硫氰酸鉀的試液作參比液，在波長480 nm處測定另一試液的吸光度，所得吸光度為零，說明鎳雜質(zhì)在允許的含量范圍內(nèi)對鐵的測定無影響。

2. 4配位劑(甲酸鹽)的影響

氯化物型三價鉻鍍鉻一般采用甲酸鹽作配位劑。分別吸取鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液5 mL于兩只50 mL容量瓶中，加2 + 8硝酸10 mL，硫氰酸鉀溶液10 mL，向一只容量瓶中加50 g/L的甲酸銨溶液10 mL，另一只不加，加水稀釋至刻度，搖勻，以水作參比液，用1 cm比色皿在波長480 nm處測定，所得吸光度均為0.139。由此可見，甲酸鹽對鐵的測定無影響。

2. 5精密度和回收率

在Trich-6561氯化物型三價鉻鍍鉻液中準(zhǔn)確加入502 mg/L的十二水合硫酸鐵銨，鍍液中含鐵58.1 mg/L。用本法平行測定6次，所得鍍液中鐵的質(zhì)量濃度為58.4、58.0、58.7、57.3、57.6和58.0 mg/L，平均值為58.0 mg/L，相對平均偏差為0.52%，回收率為98.6% ～ 101.0%。

3 結(jié)語

本法簡單、快速、準(zhǔn)確，解決了目前控制氯化物型三價鉻鍍鉻液中鐵含量所面臨的困難。

[1] 賴奐汶, 郭崇武. 氯化物體系三價鉻電鍍新工藝及其鍍層性能[J]. 電鍍與涂飾, 2013, 32 (1): 18-20.

[2] 郭崇武, 賴奐汶. 三價鉻電鍍裝飾鉻新工藝[J]. 電鍍與環(huán)保, 2015, 35 (3): 11-14.

[3] 郭崇武. 鎳–鐵合金鍍液中三價鐵的分析[J]. 材料保護(hù), 1993, 26 (7): 26-27.

[ 編輯：溫靖邦 ]

Spectrophotometric determination of iron in a chloridic trivalent chromium electroplating bath

// ZHOU Bing-yu*, GUO Chong-wu, LI Xiao-jian

The iron content in a chloridic trivalent chromium plating bath by spectrophotometry based on the reaction of thiocyanate with iron ions in nitric acid media containing 0.1-0.8 mol/L H+forming stable red complexes. The effect of colored trivalent chromium is eliminated by using the blank solution without potassium thiocyanate. The absorbance of the chromogenic solution is determined at a wavelength of 480 nm with the blank solution as reference. The method has a relative average deviation of 0.52% and a recovery ranging from 98.2% to 101.1%.

trivalent chromium electroplating bath; iron content; potassium thiocyanate; spectrophotometry; determination

10.19289/j.1004-227x.2017.03.010

TQ153.2; O655.25

：A

：1004 – 227X (2017) 03 – 0171 – 02

2016–12–19

周兵玉（1978–），男，湖北長陽人，大專學(xué)歷，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，從事電鍍工藝維護(hù)工作。

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