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        氯化物型三價鉻鍍鉻液中鐵的分光光度法測定

        2017-03-13 07:10:07*
        電鍍與涂飾 2017年3期
        關(guān)鍵詞:硫氰酸氯化物三價

        *

        (廣州超邦化工有限公司,廣東 廣州 510460)

        氯化物型三價鉻鍍鉻液中鐵的分光光度法測定

        周兵玉*,郭崇武,李小囝

        (廣州超邦化工有限公司,廣東 廣州 510460)

        在氫離子濃度為0.1 ~ 0.8 mol/L的硝酸介質(zhì)中,硫氰酸鹽與鐵離子生成穩(wěn)定的紅色配合物。利用這一特性用分光光度法測定氯化物型三價鉻鍍鉻液中的鐵含量。鍍液中有色物質(zhì)三價鉻對測定的影響用不加硫氰酸鉀的試液作空白來消除。以空白底液作參比,在波長480 nm處測定顯色液的吸光度。測定結(jié)果的相對平均偏差為0.52%,回收率為98.2% ~ 101.0%。

        三價鉻鍍鉻液;鐵;硫氰酸鉀;分光光度法;測定

        First-author’s address: Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd., Guangzhou 510460, China

        鐵離子是氯化物型三價鉻鍍鉻液中的必要成分,可以提高電流密度上限并使鍍層色澤均勻,但其含量偏高時會導(dǎo)致鍍層耐蝕性下降,含量過高時鍍層發(fā)霧[1-2]。目前,對該體系鍍液中鐵含量的分析方法還未見報道,操作者一般憑經(jīng)驗向鍍液中補加鐵鹽,往往當出現(xiàn)不良品時才能發(fā)現(xiàn)鍍液的故障。為此,參考有關(guān)文獻[3],制定了測定氯化物型三價鉻鍍鉻液中鐵含量的分光光度法。

        1 分析方法

        1. 1原理

        在[H+]= 0.1 ~ 0.8 mol/L硝酸介質(zhì)中,硫氰酸鹽與鐵離子生成穩(wěn)定的紅色配合物。利用這一特性,以分光光度法測定氯化物型三價鉻鍍鉻液中的鐵。鍍液中的配位劑甲酸鹽與鐵離子的配合能力較弱,對鐵的測定無影響。鍍液中有色物質(zhì)三價鉻對測定的影響可用試液本身作參比液來消除。以不加硫氰酸鉀的空白液作參比,在波長480 nm處測定顯色液的吸光度,在標準曲線上查得鍍液中鐵的質(zhì)量濃度。

        1. 2試劑

        (1) 2 + 8硝酸:質(zhì)量分數(shù)為65% ~ 68%的硝酸與水的體積比為2∶8。

        (2) 硫氰酸鉀溶液:100 g/L硫氰酸鉀水溶液。

        (3) 鐵標準溶液:稱取分析純十二水合硫酸鐵銨8.634 g溶于1 000 mL容量瓶中,加濃硫酸10 mL,加水稀釋至刻度,搖勻。吸取該溶液10 mL于1 000 mL容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻。此標準溶液中含鐵10.0 mg/L。

        1. 3標準曲線的繪制

        分別吸取鐵標準溶液0、5、10、15和20 mL于5只50 mL容量瓶中,加2 + 8硝酸10 mL、硫氰酸鉀溶液10 mL,再加水稀釋至刻度,搖勻。用1 cm比色皿,以水作參比液,在波長480 nm處測定,所得吸光度對應(yīng)鍍液中鐵的質(zhì)量濃度計算如下:

        式中 ρ(Fe)表示鍍液中鐵的質(zhì)量濃度(mg/L),c為鐵標準溶液中鐵的質(zhì)量濃度(mg/L),V為吸取鐵標準溶液的體積(mL),V0為分析鍍液時吸取試樣的體積(本法吸取1 mL)。以鍍液中鐵的質(zhì)量濃度為橫坐標,以吸光度為縱坐標,繪制標準曲線。

        1. 4測定

        分別吸取氯化物型三價鉻鍍鉻液1 mL于兩只50 mL容量瓶中,加2 + 8硝酸10 mL。一只容量瓶加水稀釋至刻度,搖勻,此液作空白液;另一只容量瓶加硫氰酸鉀溶液10 mL后加水稀釋至刻度,搖勻,此液為顯色液。用1 cm比色皿,以空白液作參比,在波長480 nm處測定顯色液的吸光度,在標準曲線上查得鐵的質(zhì)量濃度。

        2 結(jié)果與討論

        2. 1亞鐵離子的氧化

        氯化物型三價鉻鍍鉻液中添加鐵離子,電鍍過程中鐵離子在陰極上能夠被還原,生成少量的亞鐵離子。加硝酸能將亞鐵離子氧化成鐵離子,測定結(jié)果為鍍液中鐵的總量。

        2. 2三價鉻的影響

        三價鉻鹽是鍍液中的主鹽,向試液中加入硫氰酸鉀后,三價鉻離子也能與硫氰酸根生成顏色較深的配離子,使試液的吸光度增大,但反應(yīng)緩慢,在本法所需的測定時間內(nèi)只能生成微量的配離子,不足以干擾鐵的測定。取氯化物型三價鉻鍍鉻液按本法分析,在顯色后1、5、10、15和20 min測定,其吸光度分別為0.132、0.132、0.132、0.132和0.134,說明試液的吸光度在15 min內(nèi)基本保持不變,穩(wěn)定性滿足測定要求。

        2. 3鎳雜質(zhì)的影響

        一般在光亮鎳鍍層上進行三價鉻鍍鉻,三價鉻鍍鉻液中不可避免地會帶入鎳雜質(zhì)。鎳是三價鉻鍍鉻液中的有害雜質(zhì),一般不允許超過 30 mg/L。鎳離子能與硫氰酸根生成顏色稍微深一些的綠色配離子,對試液的吸光度可能產(chǎn)生影響。配制含鎳60 mg/L的硫酸鎳溶液,分別吸取1 mL于兩只50 mL容量瓶中。一只容量瓶中加2 + 8硝酸10 mL,加水稀釋至刻度,搖勻;另一只中加2 + 8硝酸10 mL,硫氰酸鉀溶液10 mL,加水稀釋至刻度,搖勻。用1 cm比色皿,以不加硫氰酸鉀的試液作參比液,在波長480 nm處測定另一試液的吸光度,所得吸光度為零,說明鎳雜質(zhì)在允許的含量范圍內(nèi)對鐵的測定無影響。

        2. 4配位劑(甲酸鹽)的影響

        氯化物型三價鉻鍍鉻一般采用甲酸鹽作配位劑。分別吸取鐵標準溶液5 mL于兩只50 mL容量瓶中,加2 + 8硝酸10 mL,硫氰酸鉀溶液10 mL,向一只容量瓶中加50 g/L的甲酸銨溶液10 mL,另一只不加,加水稀釋至刻度,搖勻,以水作參比液,用1 cm比色皿在波長480 nm處測定,所得吸光度均為0.139。由此可見,甲酸鹽對鐵的測定無影響。

        2. 5精密度和回收率

        在Trich-6561氯化物型三價鉻鍍鉻液中準確加入502 mg/L的十二水合硫酸鐵銨,鍍液中含鐵58.1 mg/L。用本法平行測定6次,所得鍍液中鐵的質(zhì)量濃度為58.4、58.0、58.7、57.3、57.6和58.0 mg/L,平均值為58.0 mg/L,相對平均偏差為0.52%,回收率為98.6% ~ 101.0%。

        3 結(jié)語

        本法簡單、快速、準確,解決了目前控制氯化物型三價鉻鍍鉻液中鐵含量所面臨的困難。

        [1] 賴奐汶, 郭崇武. 氯化物體系三價鉻電鍍新工藝及其鍍層性能[J]. 電鍍與涂飾, 2013, 32 (1): 18-20.

        [2] 郭崇武, 賴奐汶. 三價鉻電鍍裝飾鉻新工藝[J]. 電鍍與環(huán)保, 2015, 35 (3): 11-14.

        [3] 郭崇武. 鎳–鐵合金鍍液中三價鐵的分析[J]. 材料保護, 1993, 26 (7): 26-27.

        [ 編輯:溫靖邦 ]

        Spectrophotometric determination of iron in a chloridic trivalent chromium electroplating bath

        // ZHOU Bing-yu*, GUO Chong-wu, LI Xiao-jian

        The iron content in a chloridic trivalent chromium plating bath by spectrophotometry based on the reaction of thiocyanate with iron ions in nitric acid media containing 0.1-0.8 mol/L H+forming stable red complexes. The effect of colored trivalent chromium is eliminated by using the blank solution without potassium thiocyanate. The absorbance of the chromogenic solution is determined at a wavelength of 480 nm with the blank solution as reference. The method has a relative average deviation of 0.52% and a recovery ranging from 98.2% to 101.1%.

        trivalent chromium electroplating bath; iron content; potassium thiocyanate; spectrophotometry; determination

        10.19289/j.1004-227x.2017.03.010

        TQ153.2; O655.25

        :A

        :1004 – 227X (2017) 03 – 0171 – 02

        2016–12–19

        周兵玉(1978–),男,湖北長陽人,大專學(xué)歷,應(yīng)用化學(xué)專業(yè),從事電鍍工藝維護工作。

        作者聯(lián)系方式:(E-mail) bingyu.zhou@ultra-union.com。

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