氰化鍍銅液中游離氫氧化鈉的自動電位滴定

丘 山，丘 圣，曾家民，丘星初

(1.中聯(lián)環(huán)保科技開發(fā)有限公司，廣東番禺 511483;2.江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院，江西贛州341000)

氰化鍍銅液中游離氫氧化鈉的自動電位滴定

丘 山1，丘 圣2，曾家民1，丘星初1

(1.中聯(lián)環(huán)保科技開發(fā)有限公司，廣東番禺 511483;2.江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院，江西贛州341000)

研究了氰化鍍銅溶液中，用自動電位滴定法測定氫氧化鈉的條件和方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以pH復(fù)合電極為指示電極，設(shè)定滴定終點(diǎn)為pH=11.4時(shí)，共存的氰化鈉、酒石酸鈉及碳酸鈉不干擾測定。操作簡便快捷，7 min內(nèi)能打印出分析結(jié)果。

游離氫氧化鈉;自動電位滴定法;氰化鍍銅溶液

Automatic Potentiometric Titration for Determing Concentration of Free Sodium Hydroxide in Cyanide Copper Plating Bath

引 言

氰化鍍銅液中氫氧化鈉質(zhì)量濃度的測定，最常用的是以酚酞為指示劑的鹽酸滴定法［1］，該法需用硝酸銀消除氰化物的干擾，碳酸鈉也需用氯化鋇除去，測定操作繁復(fù)冗長;此外，滴定終點(diǎn)也較難觀察。本文采用自動電位滴定法，免除了中和滴定的弊端，而且簡便快捷。

1 儀器和試劑配制

ZDJ-4A型自動電位滴定儀(上海精密科學(xué)儀器有限公司出品)。與儀器相匹配的計(jì)算機(jī)和打印機(jī)。

T-818-B-6型參比電極;

E-201D型pH復(fù)合電極;

20 ml滴定管。

碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液:稱取在270～300℃干燥至質(zhì)量恒定的基準(zhǔn)無水碳酸鈉1.000 g溶于水中，移入100 mL容量瓶，加水定容，混勻。此溶液每毫升含碳酸鈉10.00mg。相當(dāng)于氫氧化鈉7.547 88mg。

(0.1 mol/L)鹽酸滴定液:移取濃鹽酸9 mL，加水稀釋至1 000 mL，混勻，備用。

2 測定步驟

2.1 鹽酸滴定液的標(biāo)定

準(zhǔn)確吸取碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00 mL于反應(yīng)杯中，加水25 mL，投入攪拌珠，設(shè)定 n為 40～50 r/min，設(shè)定預(yù)控點(diǎn)的pH為5.0，滴定終點(diǎn)的pH為4.0，自滴定開始至聽到儀器長鳴聲提示后，結(jié)束滴定。記錄消耗滴定劑的體積(V標(biāo))。鹽酸對氫氧化鈉的滴定度T按下式計(jì)算。

2.2 樣品溶液的滴定

準(zhǔn)確吸取冷卻至室溫的氰化鍍銅溶液5.00 mL(或稀釋10倍后的溶液5.00 mL)于反應(yīng)杯中，加水25 mL，設(shè)定預(yù)控點(diǎn)為 pH=12.0，滴定終點(diǎn) pH=11.4，按上述步驟滴定，記錄滴定劑消耗的毫升數(shù)V樣。按下式計(jì)算分析結(jié)果。

式中:V為待測氰化鍍銅溶液消耗鹽酸滴定液的體積，mL;T為鹽酸對氫氧化鈉的滴定度;0.884為校正系數(shù)。

3 結(jié)果和討論

3.1 滴定終點(diǎn)pH的選擇

滴定終點(diǎn)pH的選擇是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。從氰化鍍銅溶液的化學(xué)組成來看，除氫氧化鈉之外，尚有游離的氰化鈉(一般為15～23 g/L)和酒石酸鈉，此外還有在電鍍生產(chǎn)過程中鍍液吸收空氣中的CO2而生成的碳酸鈉，這些強(qiáng)堿弱酸鹽的共存，都影響到氫氧化鈉的測定，其中最弱的酸為氰氫酸，其Ka=7.2 ×10－10(或pKa=9.14［2］)。因此氰化鈉溶液水解的pH可按下式［3］作近似計(jì)算。

式中:pKa=9.14，c(NaOH)一般不超 0.4 mol/L。代入上式，可得

實(shí)驗(yàn)測得10 g/L的碳酸鈉溶液的pH=11.07。因此，將滴定終點(diǎn)設(shè)定在 pH=11.4 時(shí)，氰化鈉和碳酸鈉的共存將不干擾氫氧化鈉的滴定。因而也不需分離氰化物和碳酸鹽，這就大大簡化了分析手續(xù)。

但當(dāng)?shù)味ńK點(diǎn)設(shè)在pH=11.4時(shí)，鹽酸滴定氫氧化鈉的反應(yīng)并未達(dá)到等當(dāng)點(diǎn)，實(shí)際上只進(jìn)行到88.4%時(shí)滴定就結(jié)束了。這可從圖1的實(shí)驗(yàn)看到，還可以從滴定曲線證實(shí)，電位突躍明顯(滴定曲線略)，表明本分析方法可靠。故在分析結(jié)果計(jì)算時(shí)除以系數(shù)0.884。

圖1 終點(diǎn)pH對滴定的影響

3.2 滴定劑濃度的選擇

在實(shí)際的電鍍生產(chǎn)中，電鍍工件的基體不同對氫氧化鈉質(zhì)量濃度的要求不同。如電鍍鋅基鑄件時(shí)，游離氫氧化鈉僅為1～3 g/L，而鍍件為鐵工件時(shí)，氫氧化鈉可調(diào)高至10～30 g/L。兩者相差10倍。為了保證滴定的準(zhǔn)確度，選用滴定劑的濃度為0.1 mol/L，在滴定低濃度氫氧化鈉時(shí)，取鍍液原液直接滴定;而在滴定高含量氫氧化鈉時(shí)，則將鍍液稀釋10倍后進(jìn)行。

3.3 滴定時(shí)攪拌速度的選擇

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鹽酸與氫氧化鈉的反應(yīng)速度較快，反應(yīng)時(shí)中速攪拌即可。設(shè)定攪拌的轉(zhuǎn)速以40～50 r/min為宜。在此條件下，每次滴定時(shí)間在7 min以內(nèi)。

3.4 滴定初始體積的選擇

滴定時(shí)電極的探頭必須浸沒在被滴定的試液中，同時(shí)攪拌珠的旋轉(zhuǎn)又不能觸及探頭，以免碰傷電極。因此滴定的初始體積設(shè)定為30 mL，如試液量不足30 mL，則加水補(bǔ)足至30 mL。方可開始滴定。

3.5 精密度和加標(biāo)回收率

氰化鍍銅溶液樣品8次重復(fù)測定ρ(NaOH)分別為:10.66、10.61、10.68、10.62、10.56、10.63、10.64、10.62 g/L，ρ平均(NaOH)為 10.628 g/L;標(biāo)準(zhǔn)偏差S=0.036;相對標(biāo)準(zhǔn)偏差=0.336%。

在含氫氧化鈉50.138mg的鍍液中分別加入標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉50.08 mg，測得回收率分別為100.6%、100.2%、99.5%、99.7%、100.6%、103.46%、99.8%、100.2%，回收率的平均值為 100.2%。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了氰化鍍銅溶液中，在氰化鈉和酒石酸鈉及碳酸鈉的共存下測定游離的氫氧化鈉含量，方法操作簡便快捷，有較高的準(zhǔn)確度和精密度。

［1］徐紅娣，鄒群.電鍍?nèi)芤悍治黾夹g(shù)［J］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003.70.

［2］丘星初.化學(xué)分析手冊［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1960:435.

［3］J.A.迪安.分析化學(xué)手冊［M］.常文保譯，北京:科學(xué)出版社，2003:3-4.

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