CN103344641A - 一种锌镍合金电镀溶液锌镍含量的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锌镍合金电镀溶液锌镍含量的测定方法，属电镀溶液分析方法技术领域，其主要技术特征是它通过丁二酮肟在有氧化剂过硫酸铵存在时与Ni⁴⁺形成红色可溶性络合物，加酒石酸钠消除铁等杂质干扰，采用比色法测定求出锌镍合金电镀溶液中镍的含量；然后，加酒石酸掩蔽铁等杂质，用CuY-PAN作指示剂，利用置换滴定法原理，在PH=5.5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中，用EDTA标准滴定溶液滴定，计算锌镍合金电镀溶液中的锌镍总量，锌镍总量减去镍含量求出锌镍合金电镀溶液中锌的含量。该测定方法具有检测简单，检测过程方便、快捷、环保，费用成本低，检测结果准确一致等特点。

Description

一种锌镍合金电镀溶液锌镍含量的测定方法

技术领域

本发明涉及一种锌镍合金电镀溶液锌镍含量的测定方法，属电镀溶液分析方法技术领域，它特别适用于对碱性锌酸盐锌镍合金电镀溶液中锌和镍成分的含量进行测定。

背景技术

锌镍合金具有优良的力学性能、优良的耐蚀性和钎焊性。锌镍合金电镀溶液的类型主要有氯化物型、硫酸盐型和碱性锌酸盐型，其镀液的分散能力强、覆盖能力好，电流效率高。锌镍合金镀层的抗腐蚀能力强，镀层应力小且光亮干滑，可作为代镉镀层，自20世纪80年代以来广泛应用于军民品生产。背景技术中，目前国内公开发表的测定碱性锌镍合金镀液中锌镍成分含量的方法有两种：一种是在氨性溶液中加入氰化钾，溶液中的锌和镍均与氰化钾生成配位化合物，由于锌氰配位化合物不稳定，加入甲醛后即被分解并释放出锌离子，这样就可用铬黑T作指示剂，用EDTA标准滴定溶液滴定来测定锌的含量，然后再采用光度法测定镍的含量。另一种是采用过硫酸铵作氧化剂，在碱性介质中，镍离子与丁二酮肟生成红色配位化合物，通过进行比色求出镍的含量，然后用紫脲酸铵作指示剂，用EDTA标准滴定溶液滴定来确定锌镍的总量，锌镍总量减去镍量后得出锌的含量。但以上两种方法中，第一种方法需用到剧毒试剂氰化钾，氰化钾对人类健康和环境将造成严重影响；第二种方法采用紫脲酸铵作指示剂，滴定时溶液终点变色不灵敏，导致测定结果误差大。为克服上述不足，对锌镍合金电镀溶液锌镍含量的测定方法进行了研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种锌镍合金电镀溶液锌镍含量的测定方法，它通过丁二酮肟在有氧化剂过硫酸铵存在时与Ni⁴⁺形成红色可溶性络合物，加酒石酸钠消除铁等杂质干扰，采用比色法测定求出锌镍合金电镀溶液中镍的含量，然后，加酒石酸掩蔽铁等杂质，用CuY-PAN作指示剂，利用置换滴定法原理，在PH=5.5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中，用EDTA标准滴定溶液滴定，计算锌镍合金电镀溶液中的锌镍总量，锌镍总量减去镍含量求出锌镍合金电镀溶液中锌的含量。该检测方法方便快速，检测结果准确度高。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是它包括以下步骤：

一、镍含量的测定

1、空白溶液制备

a、吸取1.00mL待测电镀溶液，置于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀;

b、吸取10.00mL经稀释后的镀液置于100mL容量瓶中，再往容量瓶中依次加入10mL浓度为200g/L的酒石酸钠溶液、10mL浓度为100g/L的氢氧化钠溶液、5mL浓度为100g/L的过硫酸铵溶液;

c、加水稀释至刻度，摇匀备用;

2、绘制工作曲线

a、吸取浓度为0.1mg/mL的镍标准溶液0.00mL、0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、2.50mL分别加入到6个100mL容量瓶中;

b、往6个容量瓶中分别依次加入10mL浓度为200g/L的酒石酸钠溶液、10mL浓度为100g/L的氢氧化钠溶液、5mL浓度为100g/L的过硫酸铵溶液、5mL浓度为10g/L的丁二酮肟氢氧化钠溶液；

c、加水稀释至刻度，摇匀，放置15分钟;

d、在分光光度计上的530nm波长处，以加入镍标准溶液量为零的容量瓶中的溶液作参比，用1cm比色皿分别测定6个容量瓶中溶液的吸光度；

e、以吸光度为纵坐标，以对应镍量为横坐标，绘制工作曲线；

3、计算镍含量

a、吸取1.00mL待测电镀溶液，置于100mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀；

b、吸取10.00mL经稀释后的镀液置于100mL容量瓶中，再依次加入10mL浓度为200g/L的酒石酸钠溶液、10mL浓度为100g/L的氢氧化钠溶液、5mL浓度为100g/L的过硫酸铵溶液、5mL浓度为10g/L的丁二酮肟氢氧化钠溶液；

c、加水稀释至刻度，摇匀，放置15分钟；

d、在分光光度计上530nm波长处，以制备的空白溶液作参比，用1cm比色皿测定溶液的吸光度，由工作曲线查出相应的镍量；

镍含量按下式计算：

$\mathrm{Ni}(g/L)=\frac{A}{\frac{1.00}{100}\×10.00}=10A$

式中：

A—由工作曲线查得的镍量，单位为mg；

二、锌含量的测定

1、CuY^2-溶液制备

a、0.05mol/L的Cu²⁺溶液：称取1.2610g硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)溶于水，用水稀释至100mL；

b、CuY^2-溶液：吸取10.00mL浓度为0.05mol/L的Cu²⁺溶液置于100mL锥形瓶中，加入10mL PH值为5.5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液，加热至60～65℃，加入3滴浓度为1g/L的PAN指示剂，用浓度为0.05mol/L的EDTA标准滴定溶液滴定至溶液变为浅绿色终点；

c、摇匀CuY^2-溶液，静置备用；

2、计算锌含量

a、吸取2.00mL待测电镀溶液置于250mL锥形瓶中；

b、依次加入30mL水、20mL无水乙醇、0.5g酒石酸到250mL锥形瓶中；

c、加入1+1盐酸溶液将锥形瓶中溶液的PH值调节为6；

d、再加入10mL PH值为5.5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液以及10mLCuY^2-溶液于250mL锥形瓶中；

e、加热锥形瓶将锥形瓶中溶液加热至60～65℃，取下；

f、加入3滴浓度为1g/L的PAN指示液于锥形瓶中，并立即用浓度为0.05mol/L的EDTA标准滴定溶液滴定至锥形瓶中溶液变为浅绿色终点；

锌含量按下式计算：

$\mathrm{Zn}(g/L)=\frac{c\×v\×65.39}{2.00}-1.1142\×\mathrm{Ni}(g/L)$

式中：

c—EDTA标准滴定溶液的实际准确浓度，单位为mol/L；

v—滴定所消耗EDTA标准滴定溶液的体积数，单位为mL；

65.39—锌的摩尔质量[M(Zn)]，单位为g/mol；

1.1142—锌与镍的摩尔质量比

Ni(g/L)—待测电镀溶液中镍的含量，单位为g/L。

本发明同背景技术相比所产生的有益效果

1、本发明提供的一种锌镍电镀溶液锌镍含量的测定方法，它采用置换滴定法和比色测定法检测镀液中锌镍成分的含量，可避免传统检测方法中剧毒试剂氰化钾对人类健康和环境造成的严重危害，保证滴定时溶液终点变色灵敏，使技术人员可及时调整槽液配方，有效保障锌镍镀层质量。

2、该测定方法简单，检测过程方便、快捷、环保，费用成本低，检测结果准确一致。

具体实施方式

下面就具体实施例对本发明作进一步描述。

一种锌镍合金电镀溶液锌镍含量的测定方法，它包括以下步骤：

一、镍含量的测定

1、空白溶液制备

a、吸取1.00mL待测电镀溶液，置于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀;

b、吸取10.00mL经稀释后的镀液置于100mL容量瓶中，再往容量瓶中依次加入10mL浓度为200g/L的酒石酸钠溶液、10mL浓度为100g/L的氢氧化钠溶液、5mL浓度为100g/L的过硫酸铵溶液;

c、加水稀释至刻度，摇匀备用。

2、绘制工作曲线

a、吸取浓度为0.1mg/mL的镍标准溶液0.00mL、0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、2.50mL分别加入到6个100mL容量瓶中;

b、往6个容量瓶中分别依次加入10mL浓度为200g/L的酒石酸钠溶液、10mL浓度为100g/L的氢氧化钠溶液、5mL浓度为100g/L的过硫酸铵溶液、5mL浓度为10g/L的丁二酮肟氢氧化钠溶液；

c、加水稀释至刻度，摇匀，放置15分钟;

d、在分光光度计上的530nm波长处，以加入镍标准溶液量为零的容量瓶中的溶液作参比，用1cm比色皿分别测定6个容量瓶中溶液的吸光度；

e、以吸光度为纵坐标，以对应镍量为横坐标，绘制工作曲线。

3、计算镍含量

a、吸取1.00mL待测电镀溶液，置于100mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀；

b、吸取10.00mL经稀释后的镀液置于100mL容量瓶中，再依次加入10mL浓度为200g/L的酒石酸钠溶液、10mL浓度为100g/L的氢氧化钠溶液、5mL浓度为100g/L的过硫酸铵溶液、5mL浓度为10g/L的丁二酮肟氢氧化钠溶液；

c、加水稀释至刻度，摇匀，放置15分钟；

d、在分光光度计上530nm波长处，以制备的空白溶液作参比，用1cm比色皿测定溶液的吸光度，由工作曲线查出相应的镍量。

镍含量按下式计算：

$\mathrm{Ni}(g/L)=\frac{A}{\frac{1.00}{100}\×10.00}=10A$

式中：

A—由工作曲线查得的镍量，单位为mg。

二、锌含量的测定

1、CuY^2-溶液制备

a、0.05mol/L的Cu²⁺溶液：称取1.2610g硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)溶于水，用水稀释至100mL；

b、CuY^2-溶液：吸取10.00mL浓度为0.05mol/L的Cu²⁺溶液置于100mL锥形瓶中，加入10mL PH值为5.5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液，加热至60～65℃，加入3滴浓度为1g/L的PAN指示剂，用浓度为0.05mol/L的EDTA标准滴定溶液滴定至溶液变为浅绿色终点；

c、摇匀CuY^2-溶液，静置备用。

2、计算锌含量

a、吸取2.00mL待测电镀溶液置于250mL锥形瓶中；

b、依次加入30mL水、20mL无水乙醇、0.5g酒石酸到250mL锥形瓶中；

c、加入1+1盐酸溶液将锥形瓶中溶液的PH值调节为6；

d、再加入10mL PH值为5.5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液以及10mLCuY^2-溶液于250mL锥形瓶中；

e、加热锥形瓶将锥形瓶中溶液加热至60～65℃，取下；

f、加入3滴浓度为1g/L的PAN指示液于锥形瓶中，并立即用浓度为0.05mol/L的EDTA标准滴定溶液滴定至锥形瓶中溶液变为浅绿色终点；

锌含量按下式计算：

$\mathrm{Zn}(g/L)=\frac{c\×v\×65.39}{2.00}-1.1142\×\mathrm{Ni}(g/L)$

式中：

c—EDTA标准滴定溶液的实际准确浓度，单位为mol/L；

v—滴定所消耗EDTA标准滴定溶液的体积数，单位为mL；

65.39—锌的摩尔质量[M(Zn)]，单位为g/mol；

1.1142—锌与镍的摩尔质量比

Ni(g/L)—待测电镀溶液中镍的含量，单位为g/L。

Claims (3)

1.一种锌镍合金电镀溶液锌镍含量的测定方法，其特征在于它包括以下步骤：

一、镍含量的测定

（1）空白溶液制备

a、吸取1.00mL待测电镀溶液，置于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀;

b、吸取10.00mL经稀释后的镀液置于100mL容量瓶中，再往容量瓶中依次加入10mL浓度为200g/L的酒石酸钠溶液、10mL浓度为100g/L的氢氧化钠溶液、5mL浓度为100g/L的过硫酸铵溶液;

c、加水稀释至刻度，摇匀备用;

（2）绘制工作曲线

a、吸取浓度为0.1mg/mL的镍标准溶液0.00mL、0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、2.50mL分别加入到6个100mL容量瓶中;

b、往6个容量瓶中分别依次加入10mL浓度为200g/L的酒石酸钠溶液、10mL浓度为100g/L的氢氧化钠溶液、5mL浓度为100g/L的过硫酸铵溶液、5mL浓度为10g/L的丁二酮肟氢氧化钠溶液；

c、加水稀释至刻度，摇匀，放置15分钟;

d、在分光光度计上的530nm波长处，以加入镍标准溶液量为零的容量瓶中的溶液作参比，用1cm比色皿分别测定6个容量瓶中溶液的吸光度；

e、以吸光度为纵坐标，以对应镍量为横坐标，绘制工作曲线；

（3）计算镍含量

a、吸取1.00mL待测电镀溶液，置于100mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀；

b、吸取10.00mL经稀释后的镀液置于100mL容量瓶中，再依次加入10mL浓度为200g/L的酒石酸钠溶液、10mL浓度为100g/L的氢氧化钠溶液、5mL浓度为100g/L的过硫酸铵溶液、5mL浓度为10g/L的丁二酮肟氢氧化钠溶液；

c、加水稀释至刻度，摇匀，放置15分钟；

d、在分光光度计上530nm波长处，以制备的空白溶液作参比，用1cm比色皿测定溶液的吸光度，由工作曲线查出相应的镍量；

镍含量按下式计算：

$\mathrm{Ni}(g/L)=\frac{A}{\frac{1.00}{100}\×10.00}=10A$

式中：

A—由工作曲线查得的镍量，单位为mg；

二、锌含量的测定

（1）CuY^2-溶液制备

a、0.05mol/L的Cu²⁺溶液：称取1.2610g硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)溶于水，用水稀释至100mL；

b、CuY^2-溶液：吸取10.00mL浓度为0.05mol/L的Cu²⁺溶液置于100mL锥形瓶中，加入10mL PH值为5.5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液，加热至60～65℃，加入3滴浓度为1g/L的PAN指示剂，用浓度为0.05mol/L的EDTA标准滴定溶液滴定至溶液变为浅绿色终点；

c、摇匀CuY^2-溶液，静置备用；

（2）计算锌含量

a、吸取2.00mL待测电镀溶液置于250mL锥形瓶中；

b、依次加入30mL水、20mL无水乙醇、0.5g酒石酸到250mL锥形瓶中；

c、加入1+1盐酸溶液调节锥形瓶中溶液的PH值；

d、再加入10mL PH值为5.5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液以及10mLCuY^2-溶液于250mL锥形瓶中；

e、加热锥形瓶将锥形瓶中的溶液加热至一定温度，取下；

f、加入3滴浓度为1g/L的PAN指示液于锥形瓶中，并立即用浓度为0.05mol/L的EDTA标准滴定溶液滴定至锥形瓶中溶液变为浅绿色终点；

锌含量按下式计算：

$\mathrm{Zn}(g/L)=\frac{c\×v\×65.39}{2.00}-1.1142\×\mathrm{Ni}(g/L)$

式中：

c—EDTA标准滴定溶液的实际准确浓度，单位为mol/L；

v—滴定所消耗EDTA标准滴定溶液的体积数，单位为mL；

65.39—锌的摩尔质量[M(Zn)]，单位为g/mol；

1.1142—锌与镍的摩尔质量比

Ni(g/L)—待测电镀溶液中镍的含量，单位为g/L。

2.根据权利要求1所述的锌镍合金电镀溶液锌镍含量的测定方法，其特征在于测定锌含量时加入1+1盐酸溶液将锥形瓶中溶液的PH值调节为6。

3.根据权利要求1所述的锌镍合金电镀溶液锌镍含量的测定方法，其特征在于测定锌含量时将锥形瓶中溶液加热并使温度控制在60～65℃。