01前言 铁离子是镀液中最常见的杂质,对各种镀液的性能都有不良影响。铁杂质的测定可以为排除电镀故障提供重要依据。 各种镀液对铁杂质的敏感度是不同的,镀铬溶液中ρ(Fe)不宜超过8g/L,氰化镀锌溶液中ρ(Fe)最大允许值为15g/L,硫酸盐镀铜溶液中ρ(Fe)为20～30g/L仍能使用,镀镍溶液中ρ(Fe)为0.05g/L就有不良影响。微量铁杂质的测定通常用分光光度法,需要有分光光度计,要制作标准曲线,操作比较烦琐,常量铁杂质一般用络合滴定法或氧化还原法。本文给出了铁杂质的简易判断方法和常量铁杂质的测定方法2碘量法,供同行参考。 02铁杂质的简易判断 1)镀铬溶液取镀液5mL于试管或比色管中,加入10mL氨水,摇匀后观察,有棕红色沉淀物表示有铁杂质。若溶液颜色过深或含铁杂质较少的,可以过滤后在滤纸上观察。 2)酸性亮铜、氯化物镀锌溶液方法同上,加入氨水前要加入数滴双氧水。 3)氰化镀锌溶液取镀液5mL于小烧杯中,加水10mL及1～2g过硫酸铵加热破坏氰化物,冷却后加氨水观察。 4)亮镍镀液取镀液5mL于试管或比色管中,加入数滴双氧水,加5mL盐酸和5mL w=10%硫氰酸铵(钾、钠),摇匀后观察。含微量铁杂质溶液即显红色,含量极低时溶液颜色会微微变深。 03铁杂质的定量测定 1镀铬溶液: ①试剂氨水(d=0.89);30%双氧水;盐酸(VHCl∶VH2O=1∶1);碘化钾;0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液;淀粉指示剂。 ②分析方法取镀液5mL于300mL烧杯中,50mL加水,加热至80℃,加入氨水至溶液呈碱性,在不断搅拌下缓缓加入10mL双氧水,加热至沸,静置片刻使沉淀下沉。趁热以快速滤纸过滤,以热水洗涤至滤液无黄色。用盐酸20mL溶解滤纸上的沉淀,滤液收集于锥形瓶中,洗涤滤纸使滤液和洗液不超过100mL。加约1g碘化钾,溶液显棕黄色,以硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色,加入2mL淀粉指示剂,溶液转为蓝色,继续滴定至无色或浅绿色(视铁含量)为终点。计算: 式中:C———硫代硫酸钠标准溶液的浓度,mol/L; V———消耗硫代硫酸钠标准溶液的毫升数,mL;55.85———铁的相对原子质量。 ③附注1)镀液中的铜、镍、锌等杂质不会沉淀,不干扰测定;2)三价铬、钙、镁等同时沉淀,但这些离子与碘化钾不发生反应,也不干扰测定。 2硫酸盐镀铜溶液取镀液1～5mL(视铁含量而定)于300mL烧杯中,加20mL水,1mL双氧水,加入过量氨水至溶液呈深蓝色,过滤并用热水洗净沉淀。用20mL盐酸溶解沉淀,滴定和计算方法同上。滤液经适当分取,可用EDTA滴定法测定硫酸铜,消除了铁杂质对硫酸铜测定的干扰。 3镀锌溶液 ①氯化物镀锌溶液测定方法同硫酸盐镀铜溶液。 ②氰化镀锌溶液取镀液1～5mL(视铁含量而定)于300mL烧杯中,加20mL水,m过硫酸铵约1g,加热至沸,此时溶液的pH应为弱酸性。如果仍显碱性,要补加1g过硫酸铵再加热至沸,使氰化物完全破坏。冷却后加入过量氨水使氢氧化铁沉淀分离出来,洗净沉淀,以盐酸溶解后用碘量法测定。如果沉淀量很少,要多取样重做或用分光光度法测定。 4镀镍溶液一般铁杂质量含较低,适于用分光光度法测定,本文从略。 04说明和注意事项 1铁杂质的分离无论定性还是定量测定,首先要把铁离子分离出来。氨水是最方便的试剂,可以使铁离子沉淀为氢氧化物。此时,Cr(Ⅵ)成为铬酸盐,镍、铜、锌形成络合物而与氢氧化铁分离。镀铬溶液加入双氧水可以使过多的三价铬氧化为六价铬,减少干扰。镍、铜、锌镀液加入双氧水可以使Fe2+氧化为Fe3+,在氨性环境里形成氢氧化铁。由于其溶度积很小,仅有3×10-39,过滤分离彻底,分析准确度较高。镀铬溶液由于少量Cr3+的存在,沉淀中混有少量氢氧化铬使其颜色发暗,镍、铜、锌镀液由于使用自来水配制,沉淀中可能混有少量钙和镁的氢氧化物使其颜色变浅。含氰镀液一定要彻底破氰,否则铁杂质不能完全沉淀。 2分析方法的选择和注意事项本文讨论常量铁杂质的分析,选择了氧化还原法中的碘量法。如果采用EDTA络合滴定法,各种金属离子都干扰测定,必须彻底分离出去,这往往很难做到。而且滴定需要趁热,终点又不太敏锐。采用碘量法,三价铬、钙、镁等非氧化性离子都无影响,而且终点变色敏锐。需要注意的是过滤时最好用热水洗涤,一方面过滤速度快,同时沉淀容易清洗干净。防止Cr(Ⅵ)、铜离子、过硫酸铵、双氧水等氧化性物质干扰测定,使结果偏高。淀粉指示剂容易变质失效而影响终点,有条件的可以低温保存或定期更新,最好用时新配。 |
