陳海春

(沈陽理工大學(xué)環(huán)境與化工學(xué)院，遼寧沈陽 110168)

Ni-Cu合金鍍液中鎳銅的分光光度法分析

陳海春

(沈陽理工大學(xué)環(huán)境與化工學(xué)院，遼寧沈陽 110168)

在pH=8.0的NH3-NH4Cl緩沖溶液中，4-(2-吡啶偶氮)-間苯二酚作為顯色劑，利用吸收比K1、K2恒定的特點(diǎn)，同時(shí)測(cè)定鎳-銅合金鍍液中的鎳和銅。實(shí)驗(yàn)表明，在本測(cè)定條件下，鍍液中鎳、銅的吸光度加和性良好，鎳的吸收比 K1=0.941，線性方程為A=0.982c+0.034，線性范圍為0.12 ～0.80mg/L;銅的吸收比 K2=0.953，線性方程為 A=0.739c－0.023，線性范圍為 0.12 ～1.20 mg/L;相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為:鎳1.1%，銅2.5%，加標(biāo)回收率分別為:鎳96.01% ～103.5%，銅93.8% ～103.2%。

分光光度法;Ni-Cu合金鍍液;銅;鎳;測(cè)定

引 言

影響鎳-銅合金鍍層性能的主要因素是鍍液成分，為了保證鎳-銅合金鍍層質(zhì)量穩(wěn)定，要保持鍍液中鎳、銅含量的相對(duì)穩(wěn)定，因此在生產(chǎn)過程中必須對(duì)鍍液成分進(jìn)行跟蹤檢測(cè)。近幾年，利用分光光度法同時(shí)測(cè)定混合物中金屬離子濃度的研究較為活躍，如雙波長標(biāo)準(zhǔn)加入法［1-2］等，而利用吸收比同時(shí)測(cè)定鍍液中的鎳、銅還未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以4-(2-吡啶偶氮)-間苯二酚(PAR)為顯色劑，在pH=8.0的NH3-NH4Cl緩沖溶液中與鎳、銅離子顯色，在吸收比K1、K2確定之后，僅需將試液在兩個(gè)測(cè)量波長處測(cè)得代入計(jì)算公式，即可將多組分分析成功地轉(zhuǎn)化為單組分分析［3］。

1 原理

根據(jù)吸光度具有加和性的原理可知

式中:K1、K2分別為鎳、銅離子吸收比;λ1、λ2分別為鎳、銅離子的測(cè)量波長，nm。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 主要儀器和試劑

756PC型分光光度計(jì)，0.01g/L鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液，0.01 g/L 銅標(biāo)準(zhǔn)溶液，pH=8.0 的 NH3-NH4Cl緩沖溶液，0.5g/L PAR 溶液。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

取一定量的待測(cè)鍍液于25mL的比色管中，加入1.5mL顯色劑PAR溶液，3mL NH3-NH4Cl緩沖溶液，加蒸餾水定容并搖勻。15min后，用1.0cm的比色皿，試劑空白為參比，分別在鎳、銅測(cè)量波長處測(cè)定其吸光度值，然后按回歸方程計(jì)算鎳和銅的質(zhì)量濃度。

3 結(jié)果與討論

3.1 測(cè)量波長的確定

在NH3-NH4Cl緩沖溶液中，鎳、銅與PAR形成配合物的吸收譜圖重疊，用常規(guī)方法無法同時(shí)測(cè)定。選擇最大吸收波長為測(cè)量波長，即鎳的測(cè)量波長為496nm，銅的測(cè)量波長為506nm。

3.2 實(shí)驗(yàn)條件的影響

3.2.1 pH 的影響

氨緩沖和硼砂緩沖溶液，鎳、銅絡(luò)合物在硼砂緩沖溶液中吸光度較小，而在pH為8.0～10.0的NH3-NH4Cl緩沖溶液中，鎳、銅絡(luò)合物的吸光度大，且穩(wěn)定，故選定 pH為8.0的氨緩沖溶液。1.0～5.0 mL氨緩沖溶液，鎳、銅絡(luò)合物的吸光度大且穩(wěn)定，本實(shí)驗(yàn)選用3.0mL。

3.2.2 表面活性劑的選擇

實(shí)驗(yàn)表明，加入表面活性劑，可以使銅吸光度變小;而對(duì)鎳吸光度影響相對(duì)較小，綜合考慮，本實(shí)驗(yàn)不加入表面活性劑。

3.2.3 顯色劑

實(shí)驗(yàn)表明，1.5～2.5mL顯色劑 PAR溶液，鎳、銅絡(luò)合物的吸光度大且穩(wěn)定，本實(shí)驗(yàn)選擇1.5mL。

3.2.4 顯色時(shí)間及絡(luò)合物的穩(wěn)定性

實(shí)驗(yàn)表明，兩種有色絡(luò)合物顯色時(shí)間較快，10min吸光度達(dá)到最大，且穩(wěn)定24h以上。本實(shí)驗(yàn)選擇顯色15min。

3.3 加和性實(shí)驗(yàn)

由于本實(shí)驗(yàn)是基于鎳、銅離子吸光度加和性的原理，所以有必要對(duì)實(shí)驗(yàn)體系的加和性進(jìn)行考察。配制單一濃度的鎳、銅標(biāo)準(zhǔn)溶液及二組分的標(biāo)準(zhǔn)混合液，分別在鎳、銅測(cè)量波長處測(cè)定吸光度，并將由標(biāo)準(zhǔn)混合液測(cè)得的吸光度與單一組分測(cè)得的吸光度之和相比較。實(shí)驗(yàn)表明，吸光度加和性良好。

3.4 鎳、銅吸收比K1、K2的確定

取一系列不同體積的鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液，按實(shí)驗(yàn)方法在鎳、銅測(cè)量波長處測(cè)定吸光度，求出鎳的吸收比K1，結(jié)果見表1。

表1 吸收比K1的確定 (n=7)

同理求得銅的吸收比K2平均值為0.953，RSD為 1.1%。

3.5 線性方程及線性范圍

鎳的線性回歸方程為A=0.982c+0.034(R=0.996)，線性范圍為 0.12 ～0.80mg/L;銅的線性回歸方程為 A=0.739c－0.023(R=0.998)，線性范圍為 0.12 ～1.20mg/L。

3.6 干擾離子實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)表明，Mg2+、Ca2+、Mn2+、Zn2+、Cd2+、Cr6+、Fe3+、Al3+及Ag+等離子的允許量小，易產(chǎn)生干擾，利用酒石酸鈉和三乙醇胺聯(lián)合掩蔽有很好的效果。

4 試樣分析

準(zhǔn)確移取一定量的鎳、銅合金鍍液，加水稀釋1 000倍，取20.0mL，加入1g/L 的酒石酸鈉溶液1.0 mL，2g/L的三乙醇胺溶液1.0mL，滴加2%氫氧化鈉溶液調(diào)pH至8.0，定容于100mL容量瓶中，搖勻，備用。將上述處理后的試樣準(zhǔn)確移取2.0mL，按實(shí)驗(yàn)方法在鎳、銅測(cè)量波長處分別測(cè)定吸光度，求得鎳和銅的質(zhì)量濃度，并做回收試驗(yàn)，平行測(cè)定5次，結(jié)果見表2。

由表2中數(shù)據(jù)可得，試樣中鎳的平均質(zhì)量濃度為0.496 9 mg/L，銅的平均質(zhì)量濃度為0.174 9 mg/L，計(jì)算求得原合金鍍液中鎳的質(zhì)量濃度為31.06 g/L，銅的質(zhì)量濃度為10.93g/L。

表2 精密度考察數(shù)據(jù)表(n=5)

5 結(jié)論

鎳和銅在測(cè)量波長處吸光度加和性良好，吸收比K1、K2基本恒定，利用吸收比同時(shí)測(cè)定合金鍍液中鎳、銅可行，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

［1］陳海春，王宏.用光度法同時(shí)測(cè)定合金鍍液中的鋅和鎳［J］.材料保護(hù)，2008，41(6):78-79.

［2］畢韶丹，高俊杰，余萍.銅-鎳合金鍍液中銅(Ⅱ)和鎳(Ⅱ)的測(cè)定［J］.電鍍與精飾，2009，31(5):37-38.

［3］張凌，李德亮，崔節(jié)虎，等.紫外光譜法同時(shí)測(cè)定強(qiáng)力霉素廢水中磺基水楊酸與對(duì)甲基苯磺酸［J］.分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2006，25(4):108-110.

Spectrophotometric Analysis of Nickel and Copper in Ni-Cu Alloy Plating Bath

CHEN Hai-chun
(School of Environmental and Chemical Engineering，Shenyang Ligong University，Shenyang 110168，China)

By considering the stable absorption characteristic of copper and nickel，the concentration of copper and nickel in the nickel and copper alloy plating bath were determined in NH3-NH4Cl buffer system with pH value of 8.0 and 4-(2-pyridylazo)-resorcinol as reagent.The results showed that under these testing systems nickel and copper have a good additive property.The absorption ratio of nickel was K1=0.941，and the concentration of nickel was followed the equation of A=0.982c+0.034 in the range of 0.12 ～0.80mg/L.The absorption ratio of copper was K2=0.953，and the concentration of copper was followed the equation of A=0.739c－0.023 in the range of 0.12 ～1.20mg/L.The standard deviation of nickel and copper was 1.1%and 2.5%，and the nickel and copper standard addition recoveries were 96.01% ～103.5%and 93.8% ～103.2%respectively.

spectrophotometric analysis;Ni-Cu alloy plating bath;copper;nickel;determination

TG115.335

B

1001-3849(2012)04-0039-03

2011-10-20