CN115575563A

CN115575563A - 一种镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法

Info

Publication number: CN115575563A
Application number: CN202211374372.1A
Authority: CN
Inventors: 康莲薇; 侯静; 李轩; 朱正; 李文明; 贺洪江
Original assignee: Hebei University of Engineering
Current assignee: Hebei University of Engineering
Priority date: 2022-11-04
Filing date: 2022-11-04
Publication date: 2023-01-06

Abstract

本发明涉及一种镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法，通过在助镀剂中加入稀酸至澄清，然后加入甲醛，使铵根离子生成六次甲基四胺阳离子和氢离子，用氢氧化钠溶液滴定至pH为5.5~6.1，计算得到助镀剂溶液中铵根离子含量，本方法可以正确的检测出助镀剂中铵根离子的含量，排除了助镀剂中其他金属离子对检测结果的影响，造成结果误差大的问题，进而造成助渡槽填料误差的问题，解决了镀锌件由于铵根离子的检测失误造成工件不符合生产标准的问题。

Description

一种镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法

技术领域

本发明属于助镀剂检测技术领域，具体涉及一种镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法。

背景技术

助镀剂是镀锌过程必要的一部分，以热浸镀锌而言，钢件在经过脱脂、酸洗和水洗之后，其表面上仍然会附有残余的铁盐、残酸等（焊接结构件的“存液”现象也不可避免），钢件在浸入锌液之前，在这些残余污物的作用下，还可能与空气进行反应声场薄的氧化膜锈，因此必须再进行一次除锈。为了防止这一现象，酸洗到浸锌工序之间采用助镀剂处理，其作用是进一步清除工件表面上残留的铁盐及未除掉的氧化铁等杂质，保证洁净表面的工件浸入锌液，有利于降低锌液的表面张力，促使工件铁基体与液锌快速浸润并反应，保证Zn-Fe合金反应的顺利进行，快速形成Zn-Fe合金相层，从而缩短合金反应的时间，使镀锌层更为美观。

助渡剂本身以不同比率的氯化锌与氯化铵混合而成，钢件在经过脱脂、酸洗和水洗之后，助镀剂溶液还会混入少量的铁离子等。在各种标准的检测方法中助镀剂NH4⁺的定量检测均是去助镀槽中取样，再将样品转移到实验室中，然后在样品中加入甲醛，以酚酞为指示剂，静置5分钟让铵根离子转变为六亚甲基四铵阳离子和氢离子。然后以NaOH为滴定剂，可滴定溶液中的氢离子和六亚甲基四铵阳离子，以此来定量计算。

但是上述方法存在一些问题：1.样品是个混合物，其中含有大量的NH4⁺、Zn²⁺，少量的Fe²⁺、Fe³⁺，样品中NH₄ ⁺被上述方法滴定后，滴定终点为pH=8，而Zn²⁺开始沉淀的pH为6.5，由此滴定过程中生成的氢氧化锌沉淀会影响滴定终点的判断，从而使其测定结果不准确。2.样品需要现场采样后转移到实验室检测，其中存在很多人为不可控的因素，无疑造成工作的繁琐，很难达到实时监测。进而导致的结果为助镀剂中NH₄Cl含量的错误，会导致ZnCl₂与NH₄Cl比率的错误，从而造成助镀槽填料的误差，最终造成所镀锌工件不符合生产标准，增加成本。

有鉴于此，需要提供一种简单准确的镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种准确可靠，简单高效的镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明提供了一种镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法，通过在助镀剂中加入稀酸至澄清，然后加入甲醛，使铵根离子生成六次甲基四胺阳离子和氢离子，用氢氧化钠溶液滴定至pH为6.0，计算得到助镀剂溶液中铵根离子含量。

作为本发明进一步的改进，其包括如下步骤：

S1：取定量待测样品置于容量瓶中，加入稀盐酸至样品澄清，然后加水至刻度，定容；

S2：移取步骤S1中准备好的待测液适量，加入中性甲醛溶液，使NH₄ ⁺生成六次甲基四胺阳离子和氢离子，加入转子，搅拌；

S3：使用标准氢氧化钠溶液对步骤S2中的待测液进行滴定，终点pH为6.0，计算待测液中铵根离子含量。

作为本发明进一步的改进，所述步骤S1中稀酸的浓度为1M。

作为本发明进一步的改进，所述步骤S2中待测液的移取量为5mL。

所述步骤S2中甲醛的加入量为10~30 mL。

作为本发明进一步的改进，所述步骤S3的滴定过程采用电动滴定仪进行滴定。

作为本发明进一步的改进，所述步骤S3中NH4⁺含量的计算公示如下：

式中：

——NH₄Cl的浓度，单位g/L；

C——标准氢氧化钠溶液的浓度，单位mol/L；

V1——消耗标准氢氧化钠溶液的体积，单位为升；

V2——助镀剂溶液的体积，单位为升；

M——NH₄Cl相对分子质量。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明所提供的方法，可以正确的检测出助镀剂中NH4⁺的含量，排除了助镀剂中其他金属离子对检测结果的影响，造成结果误差大的问题，进而造成助渡槽填料误差的问题，检测方法简单高效，解决了镀锌件由于NH4⁺的检测失误造成工件不符合生产标准的问题。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。

在本实施例部分所用到的试剂如下：固体NaOH(分析纯)、KHC₈H₄O₄（分析纯）、甲醛溶液（分析纯），1M 盐酸，酚酞指示剂。

在本实施例部分用到的仪器如下：自动电位滴定仪。

在本实施例部分所用到的氢氧化钠标准溶液的配制与标定如下：

用电子天平取2.0g固体NaOH加入煮沸除二氧化碳的蒸馏水中，溶解完成后转入500毫升容量瓶中，加水稀释至刻度，盖上塞子，充分摇匀，待用。

称取邻苯二甲酸氢钾（KHC₈H₄O₄）三份各0.4g左右，倒入250毫升锥形瓶中，加入40毫升蒸馏水溶解，待溶解完毕，加入2-3滴酚酞指示剂，用NaOH溶液标定至溶液成微红色，且保持半分钟不变色为滴定终点，记录消耗NaOH体积。

反应方程式：

KHC₈H₄O₄+NaOH=== C₈H₄O₄KNa+H₂O

计算氢氧化钠标准溶液溶度：

C _NaOH=(m/M) _KHC8H4O4/V _NaOH

在本实施例部分所用到的甲醛溶液的处理和配置如下：

甲醛溶液中含有微量酸，会消耗少量的NaOH而产生误差，因此应该先中和。取甲醛溶液上层清液210毫升于烧杯中，再加入210毫升蒸馏水稀释一倍，加入酚酞试剂2-3滴，用NaOH滴定甲醛溶液为红色为止。

实施例1

一种镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法，通过在助镀剂中加入稀酸至澄清，然后加入甲醛，使NH₄ ⁺生成六次甲基四胺阳离子和氢离子，用氢氧化钠溶液滴定至pH为5.5~6.0，计算得到助镀剂溶液中NH4⁺含量。

反应方程式如下：

4NH4⁺+6HCHO=3H⁺ +6H₂O+(CH₂)₆N₄H⁺

计算公式如下：

式中：

——NH₄Cl的浓度，单位g/L；

C——标准氢氧化钠溶液的浓度，单位mol/L；

V1——消耗标准氢氧化钠溶液的体积，单位为升；

V2——助镀剂溶液的体积，单位为升；

M——NH₄Cl相对分子质量。

检测步骤如下：

S1：精确移取待测助镀剂溶液5.00mL至50mL容量瓶中，加入45ml蒸馏水，用滴管滴加2~5滴1M的盐酸，使溶液澄清，再用蒸馏水定容，得到稀释液；

S2：精密移取稀释液5.00mL至玻璃杯中，加入中性甲醛溶液（1:1稀释）10mL，放入转子，置于自动电位滴定仪上自动搅拌5min；

S3：使用标准氢氧化钠溶液对步骤S2中的待测液进行滴定，终点pH为5.5，计算结果，得出待测液中NH4⁺的含量。

检测三个试样的结果如表1：

表1样品检测结果

方法考察例 1

1.重复性试验：

取某一批次的样品5份，应用上述检测方法，进行检测并计算最终NH4+含量，检测结果如下表2：

表2重复性试验结果

试验编号	1	2	3	4	5	相对标准偏差RSD
							NH<sub>4</sub><sup>+</sup>含量(g/L)	195	196	195	197	197	0.38%

由上述重复性试验可知，本申请的方法对于检测助镀剂中NH4⁺含量具有很好的重复性。

2. 回收率试验：

取某一批次助镀剂样品5份每份5mL，并加入标准NH₄ ⁺溶液0.5mL，应用上述检测方法进行检测，并计算最终NH₄ ⁺回收率，计算方法：(测得的NH₄ ⁺总量-样品中的NH₄ ⁺的量)/加标量*100%。检测结果如下表3：

表3回收率结果

试验编号	1	2	3	4	5	相对标准偏差RSD
							NH<sub>4</sub><sup>+</sup>回收率(%)	101.0	101.2	100.8	101.3	100.9	0.21%

由上述回收率试验可知，本申请的检测方法稳定、准确，符合分析要求，而且方法简单，成本低。

试验例1 滴定终点pH

取五个批次的助镀剂，分别为样品A、样品B、样品C、样品D和样品E，按照实施例S1步骤用1M盐酸调澄清后，称取同一批次的助镀剂稀释液分别等量放置于几个玻璃杯中，加入1:1甲醛溶液10mL，放入转子，在自动电位滴定仪上自动搅拌5分钟，然后用氢氧化钠为滴定剂进行滴定，结果见表4：

表4不同滴定pH终点的结果

试验例2甲醛的量

取五个批次的助镀剂，分别为样品1、样品2、样品3、样品4和样品5，按照实施例S1步骤用1M盐酸调澄清后，称取同一批次的助镀剂稀释液分别等量放置于几个玻璃杯中，加入1:1甲醛溶液5~15mL，放入转子，在自动电位滴定仪上自动搅拌5分钟，然后用氢氧化钠为滴定剂进行滴定，结果见表5：

表5 不同甲醛加入量滴定结果

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法，其特征在于，通过在助镀剂中加入稀酸至澄清，然后加入甲醛，使铵根离子生成六次甲基四胺阳离子和氢离子，用氢氧化钠溶液滴定至pH为6.0，计算得到助镀剂溶液中铵根离子含量。

2.根据权利要求1所述的一种镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S3：使用标准氢氧化钠溶液对步骤S2中的待测液进行滴定，终点pH为6.0，计算待测液中铵根离子的含量。

3.根据权利要求1所述的一种镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法，所述步骤S1中稀酸的浓度为1M。

4.根据权利要求1所述的一种镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法，所述步骤S2中待测液的移取量为5mL。

5.根据权利要求1所述的一种镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法，所述步骤S2中甲醛的加入量为10~30 mL。

6.根据权利要求1所述的一种镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法，所述步骤S3的滴定过程采用电动滴定仪进行滴定。

7.根据权利要求1所述的一种镀锌助镀剂中铵根离子的检测方法，所述步骤S3中NH4⁺含量的计算公示如下：

式中：

——NH₄Cl的浓度，单位g/L；

C——标准氢氧化钠溶液的浓度，单位mol/L；

V1——消耗标准氢氧化钠溶液的体积，单位为升；

V2——助镀剂溶液的体积，单位为升；

M——NH₄Cl相对分子质量。