苑 娟， 王 霞， 劉 洋， 孟方醒

（河南中醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，河南 鄭州450046）

0 前言

鈀-鎳合金鍍層具有良好的耐蝕性和耐磨性，是理想的代金鍍層，在電子工業(yè)中應(yīng)用廣泛［1］。鎳的質(zhì)量分數(shù)在8%～15%范圍內(nèi)的鈀-鎳合金，是優(yōu)良的氫傳感器材料。它能克服純鈀傳感器在高濃度的氫環(huán)境中因發(fā)生氫鼓泡而失效的缺陷［2］，為21世紀新型氫能汽車的應(yīng)用提供了重要的安全保障。影響鈀-鎳合金性能的主要因素是合金成分，因此，鍍液中鈀、鎳成分的跟蹤檢測具有重要的現(xiàn)實意義。

近幾年，利用分光光度法分析混合液成分的研究較為活躍［3-4］，而利用分光光度法同時測定鍍液中的鈀、鎳還未見報道。本文建立了一種簡便、快速、靈敏、環(huán)保的檢測鍍液中鈀、鎳成分的新方法。鈀的檢測基于弱堿性體系，以Pd2＋-甲基紫-Br—三元配合物為基礎(chǔ)，采用分光光度法進行檢測。該方法克服了傳統(tǒng)方法中使用有機溶劑萃取的弊端，而直接在水相中比色，綠色環(huán)保，且不受Ni2＋的干擾。鎳的檢測通常采用EDTA滴定法，其選擇性低。本文以穩(wěn)定配合物硫酸鎳為基礎(chǔ)，采用分光光度法進行檢測，既便捷又準(zhǔn)確。

1 實驗

1.1 實驗儀器

7230G型分光光度計（上海精密科學(xué)儀器公司），pHS-3B型pH計（上海雷磁儀器廠），PS-6型等離子體原子發(fā)射光譜儀（美國Baird公司）。

1.2 實驗試劑

10mg／mL Pd2＋標(biāo)準(zhǔn)溶液，0.75mol／L氨水溶液，0.1%溴化鉀溶液，2.5×10-3mol／L甲基紫溶液，2.0%聚乙烯醇溶液，20mg／mL鎳（以硫酸鎳形式存在）標(biāo)準(zhǔn)溶液。以上試劑均為分析純，采用去離子水配制溶液。

1.3 實驗方法

準(zhǔn)確移取一定量的鈀-鎳合金鍍液，加水稀釋1 000倍后平行移取2份，各1.0mL（鈀的質(zhì)量濃度不超過10mg／mL，鎳的質(zhì)量濃度不超過20 mg／mL），分別置于10mL容量瓶中。其中一份依次加入0.75mol／L氨水溶液0.15mL，0.1%溴化鉀溶液0.40mL，2.5×10-3mol／L甲基紫溶液0.70mL，2.0%聚乙烯醇溶液1.0mL，用水稀釋至刻度，定容搖勻。以水為參比，用1cm比色皿在鈀的測量波長處測其吸光度，然后按回歸方程或標(biāo)準(zhǔn)曲線確定鈀的質(zhì)量濃度ρ1。另一份加入（2＋1）硫酸溶液1mL，冷卻至室溫后用水定容至刻度。以水為參比，用1cm比色皿在鎳的測量波長處測其吸光度，然后按回歸方程或標(biāo)準(zhǔn)曲線確定鎳的質(zhì)量濃度ρ2。分別依據(jù)式（1），（2）計算合金鍍液中鈀和鎳的質(zhì)量分數(shù)：

2 結(jié)果與討論

2.1 測量波長的選擇

對鈀、鎳的配合物體系進行了吸收光譜實驗，以確定最佳的測量波長，實驗結(jié)果，如圖1所示。曲線a顯示Pd2＋-甲基紫-Br-三元配合物的吸收峰位于580nm處，因此，鈀的測量波長選擇在580nm處。曲線b顯示硫酸鎳配合物有兩個吸收峰，分別位于395nm和710nm處。由于395nm處的吸收峰的靈敏度較高，故選擇395nm為鎳的測量波長。鈀、鎳的測量波長相距較遠，相互間的吸收干擾不明顯。

圖1 鈀和鎳的吸收光譜

2.2 實驗條件

2.2.1 顯色劑體積

在測量波長處，以吸光度為評價指標(biāo)，分別對鈀、鎳配合物的顯色劑體積進行了平行篩選實驗。形成鈀配合物所用顯色劑的最佳體積分別為：0.75 mol／L氨水溶液0.15mL，0.1%溴化鉀溶液0.40 mL，2.5×10-3mol／L甲基紫溶液0.70mL，2.0%聚乙烯醇溶液1.0mL。在硫酸介質(zhì)中，鎳離子與硫酸根形成1∶1的配合物。圖2為硫酸的體積對吸光度的影響。由圖2可知：當(dāng)硫酸的體積小于1mL時，吸光度隨硫酸體積的增加而增加；當(dāng)硫酸的體積為1～4mL時，吸光度基本不變。故測量鎳時選擇硫酸的體積為1mL。

圖2 硫酸的體積對吸光度的影響

2.2.2 顯色溫度與時間

實驗表明：兩種配合物在室溫下均可顯色。向鍍液中加入硫酸后，體系能迅速顯色完全，吸光度達到最大值，且形成的硫酸鎳配合物十分穩(wěn)定，24h不褪色。Pd2＋-甲基紫-Br-三元配合物的顯色速率相對較慢，30min后顯色完全。加入聚乙烯醇有助于增加配合物的穩(wěn)定性，24h不褪色。因此，實驗選擇在室溫下顯色30min。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程

在最佳實驗條件下，按前述實驗方法分別繪制鈀、鎳的標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖3所示。鈀的線性回歸方 程 為A＝0．457 1ρ1＋0．107 1（R＝0．998 6），線性范圍為1～8mg／mL。鎳的線性回歸方程為A＝0．002 5ρ2＋0．040 9（R＝0.998 4），線性范圍為0～20mg／mL。

圖3 鈀、鎳的標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.4 干擾離子實驗

在鈀的質(zhì)量濃度為1mg／mL時，進行外來離子干擾性實驗。在±5.0%的范圍內(nèi)，給定量的下列離子不干擾鈀的測定：Na＋，K＋，NH＋4（300mg）；Mg2＋，Al3＋，Ca2＋（200mg）；Ni2＋，Cu2＋，Co2＋，Zn2＋（100mg）。此外，常見的鹵離子、酸根等也無干擾。

2.5 試樣分析

準(zhǔn)確移取一定量的鈀-鎳合金鍍液，按前述實驗方法，測定鍍液中鈀和鎳的質(zhì)量分數(shù)。平行測量6次，并與原子發(fā)射光譜法所得結(jié)果進行對照。平行測量結(jié)果為：Pd 80.18%，Ni 19.82%。原子發(fā)射測量結(jié)果為：Pd 80.24%，Ni 19.76%。由此可見：該方法的精密度高，結(jié)果準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好。

3 結(jié)論

Pd2＋-甲基紫-Br-三元配合物、硫酸鎳配合物在室溫下顯色迅速，穩(wěn)定性好。本文建立的合金鍍液中鈀、鎳的光度測定新方法切實可行，準(zhǔn)確度高，具有一定的實際應(yīng)用價值。

［1］MARTIN J L，TOBEN M P.Palladium and palladium alloy electrodeposits in the electronics industry［J］.Metal Finishing，1990，88（1）：39-41.

［2］SCHARNAGL K，ERIKSSON M，KARTHIGEYAN A，etal.Hydrogen detection at high concentrations with stabilised palladium［J］.Sensors and Actuators B：Chemical，2011，78（1）：138-143.

［3］陳海春.分光光度法同時測定鍍液中鈷和鎳［J］.電鍍與精飾，2008，30（5）：36-38.

［4］賈云，劉火安，余協(xié)瑜.多波長分光光度法同時測定鐵合金中錳和銅［J］.冶金分析，2005，25（6）：87-89.