測(cè)定鍍鎳溶液中鎳含量的新方法

郭崇武*，陳建銳，李小花

（廣州超邦化工有限公司，廣東 廣州 510460）

【分析測(cè)試】

測(cè)定鍍鎳溶液中鎳含量的新方法

郭崇武*，陳建銳，李小花

（廣州超邦化工有限公司，廣東 廣州 510460）

用三乙醇胺掩蔽鍍鎳溶液中的鋁和鐵雜質(zhì)，加氨-氯化銨緩沖溶液調(diào)節(jié)試液的pH至10，以紫脲酸銨作指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定鎳離子。測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.13%，回收率為99.34%。本法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、環(huán)保。

鍍鎳溶液；雜質(zhì)；三乙醇胺；掩蔽劑；鎳；乙二胺四乙酸；滴定

現(xiàn)代鍍鎳溶液包含硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、主光亮劑、輔助光亮劑等成分，一般用于電鍍鋼鐵件、鋅鋁合金壓鑄件、鋁合金件等。掉落到鍍槽中的工件被腐蝕后會(huì)產(chǎn)生鐵、鋅、鋁等雜質(zhì)，鐵和鋅能與鎳共沉積，其含量一般較低，鋁雜質(zhì)則能夠在鍍槽中積累到較高的濃度。關(guān)于鍍鎳溶液中鎳含量的分析，常用電鍍工具書(shū)中均未涉及鐵和鋁雜質(zhì)的掩蔽問(wèn)題[1-3]，較新版本的工具書(shū)中提到了用酒石酸鉀鈉掩蔽鐵雜質(zhì)和用氟化銨掩蔽鋁雜質(zhì)的方法[4]。但氟化銨的毒性較高，且會(huì)對(duì)環(huán)境造成長(zhǎng)期的危害。為此，在開(kāi)發(fā)鐵和鋁雜質(zhì)掩蔽方法[5]的基礎(chǔ)上，制定了測(cè)定鍍鎳溶液中鎳含量的新方法。

1 分析方法

1.1 原理

用三乙醇胺掩蔽鍍鎳溶液中的鐵和鋁雜質(zhì)，加氨-氯化銨緩沖溶液調(diào)節(jié)試液的pH至10，以紫脲酸銨作指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定鎳。

1.2 試劑

(1) 三乙醇胺溶液：100 g/L的三乙醇胺水溶液。

(2) 氨-氯化銨緩沖溶液：27 g氯化銨以水溶解，加25% ～ 28%的濃氨水175 mL，再加水稀釋至1 L。

(3) 紫脲酸銨指示劑：0.2 g紫脲酸銨與100 g氯化鈉混合后研磨均勻。

(4) EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.05 mol/L的乙二胺四乙酸二鈉水溶液。

1.3 測(cè)定

吸取鍍鎳溶液1 mL于300 mL錐形瓶中，加水50 mL稀釋?zhuān)偌尤掖及啡芤?0 mL、氨-氯化銨緩沖溶液10 mL、紫脲酸銨指示劑少許，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至試液由黃綠色變成紫紅色為終點(diǎn)。

1.4 計(jì)算

式中ρ(Ni2+)表示鎳的質(zhì)量濃度(g/L)，58.71為鎳的摩爾質(zhì)量(g/mol)，c為EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/L)，V為滴定中消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(mL)，V0為吸取鍍鎳溶液的體積(mL)。

2 討論

2.1 鋁和鐵雜質(zhì)的掩蔽

在現(xiàn)有的分析方法中，一般用氟化銨掩蔽鋁雜質(zhì)，但氟化銨有毒性，且腐蝕性較強(qiáng)。文獻(xiàn)[5]在測(cè)定鍍鋅溶液中的鋅含量時(shí)開(kāi)發(fā)了用三乙醇胺掩蔽鋁和鐵雜質(zhì)的新方法。

用分析純?cè)噭┡渲坪X2 g/L的硫酸鋁溶液，吸取1 mL該溶液于300 mL錐形瓶中，加水50 mL、三乙醇胺溶液10 mL、氨-氯化銨緩沖溶液10 mL、紫脲酸銨指示劑少許，試液呈指示劑本身的紫紅色，三乙醇胺合鋁(III)配離子不與紫脲酸銨發(fā)生反應(yīng)。吸取含鎳20.00 g/L的硫酸鎳溶液1 mL于該錐形瓶中，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，測(cè)得ρ(Ni2+)= 19.86 g/L，回收率為99.3%?？梢?jiàn)用本法測(cè)定鎳時(shí)，三乙醇胺能夠完全掩蔽鋁離子。

用分析純?cè)噭┡渲坪F2 g/L的硫酸鐵銨溶液，吸取1 mL該溶液于300 mL錐形瓶中，加水50 mL、三乙醇胺溶液10 mL、氨-氯化銨緩沖溶液10 mL、紫脲酸銨指示劑少許，試液呈紫紅色，再吸取含鎳20.00 g/L的硫酸鎳溶液1 mL于該錐形瓶中，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定得到ρ(Fe3+)= 19.92 g/L，回收率為99.6%。這說(shuō)明用本法測(cè)定鎳，三乙醇胺也能完全掩蔽鐵離子。

在鍍鎳溶液中，鐵雜質(zhì)以亞鐵離子形式存在。在堿性條件以及有三乙醇胺配位劑存在的情況下，亞鐵離子被氧分子氧化成鐵離子，隨后與三乙醇胺生成穩(wěn)定的配合物。

2.2 其他雜質(zhì)的影響

鍍鎳溶液中一般含有鋅雜質(zhì)，但含量很低[6]，一般不超過(guò)20 mg/L。用EDTA滴定鎳時(shí)，鋅雜質(zhì)將一同被滴定。以鍍鎳溶液中含鎳60 g/L和鋅雜質(zhì)20 mg/L計(jì)算，鋅雜質(zhì)使鎳的測(cè)定結(jié)果偏高0.033%，其影響可以忽略不計(jì)。鍍鎳溶液中銅雜質(zhì)一般不超過(guò)5 mg/L，銅雜質(zhì)不影響紫脲酸銨指示劑的變色反應(yīng)，因此對(duì)鎳的測(cè)定影響甚微。

2.3 精密度

從電鍍車(chē)間取鍍鎳溶液按本法平行測(cè)定6次，ρ(Ni2+)分別為58.24、58.36、58.36、58.30、58.45和58.42 g/L，平均值為58.36 g/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.13%。

2.4 回收率

在實(shí)驗(yàn)室用分析純?cè)噭┡渲棋冩嚾芤海毫狭蛩徭?40.00 g/L，六水合氯化鎳45.00 g/L，硼酸45 g/L，光亮劑0.5 mL/L，輔助劑10 mL/L，再加七水合硫酸亞鐵1 g/L及十八水合硫酸鋁1 g/L作為雜質(zhì)。計(jì)算可知鍍液中含鎳64.72 g/L，按本法測(cè)定ρ(Ni2+) = 64.29 g/L，回收率為99.34%。

3 結(jié)論

用三乙醇胺掩蔽鍍鎳溶液中的鋁和鐵雜質(zhì)，在pH = 10的條件下以EDTA容量法測(cè)定鎳，方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、環(huán)保。

[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: 115-117.

[2] 張?jiān)收\(chéng), 胡如南, 向榮, 等.電鍍手冊(cè)(上冊(cè))[M].2版.北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 1997: 1069-1070.

[3] 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: 94-98.

[4] 戴永勝.電鍍化學(xué)分析手冊(cè)[M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2013: 410-412.

[5] 郭崇武.無(wú)氰堿性鍍鋅溶液中鋅的分析方法[J].電鍍與精飾, 2015, 37 (1): 42-43.

[6] 郭崇武.滾鍍光亮鎳鍍液的維護(hù)[J].電鍍與精飾, 2012, 34 (3): 34-38.

Novel method for determination of nickel content in a nickel electroplating bath

GUO Chong-wu*, CHEN Jian-rui,LI Xiao-hua

The aluminum and iron impurities in a nickel electroplating bath are masked by triethanolamine, and the ammonia-ammonium chloride buffer solution is added to the test solution to adjust its pH to 10.The nickel ions are then titrated by EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) standard solution with murexide as indicator.The method features a relative standard deviation of 0.13% and a recovery of 99.34%, and is simple, accurate and environment-friendly.

nickel electroplating bath; impurity; triethanolamine; masking agent; nickel; ethylenediaminetetraacetic acid;titration

Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd., Guangzhou 510460, China

TQ153.2; O655.25

A

1004 - 227X (2017) 20 - 1113 - 02

10.19289/j.1004-227x.2017.20.010

2017-09-07

2017-10-09

郭崇武（1960-），男，吉林輝南人，學(xué)士，表面化學(xué)與電化學(xué)專(zhuān)業(yè)，腐蝕與防護(hù)高級(jí)工程師，從事電鍍添加劑與電鍍工藝開(kāi)發(fā)工作，在國(guó)內(nèi)外發(fā)表論文150余篇，獲得國(guó)內(nèi)專(zhuān)利授權(quán)10項(xiàng)，中國(guó)表面工程協(xié)會(huì)專(zhuān)家?guī)鞂?zhuān)家，《電鍍與精飾》雜志編委，廣州市發(fā)明協(xié)會(huì)理事。

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

[ 編輯：溫靖邦 ]