鍍鉻溶液中銅鐵的快速分析

張鳳芝

（大連經濟技術開發區大山表面處理有限公司，遼寧 大連116600）

0 前言

鍍鉻溶液中銅、鐵雜質的質量濃度對鍍層質量有明顯影響。當銅的質量濃度較高時，鍍層的覆蓋能力明顯降低，嚴重時，R角部可能沒有鍍層。當鐵的質量濃度較高時，電解液的電導率降低，分散能力惡化，電流不穩定，鍍層的光亮范圍縮小。因此，鍍鉻溶液在使用過程中需要定期檢測其中銅、鐵的質量濃度。特別是當鍍液出現故障時，需要快速地檢測出銅、鐵雜質的質量濃度。目前，許多電鍍廠還未能很好地掌握鍍鉻溶液中銅、鐵的分析方法。當鍍液出現故障時，需要電鍍材料供應商對這些雜質進行分析。從取樣到給出分析結果，需要花費較長的時間，無法滿足車間快速排除鍍液故障的要求。為此，參考相關文獻［1］制定了銅、鐵的分析方法。

1 銅的分析

1.1 分析方法

在氨性溶液（pH值為8.0～9.5）中，Cu2＋與二乙基二硫代氨基甲酸鈉（DDTC）反應生成黃棕色的配位物。其具有較高的吸光靈敏度，最大吸收波長為440nm。先用檸檬酸銨溶液掩蔽鍍鉻溶液中的Cr（III）和Fe2＋等，再用DDTC光度法對Cu2＋進行分析。鍍液中其他組分的影響，可用空白液作參比消除。

1.2 實驗試劑

檸檬酸銨溶液：稱取20g檸檬酸銨溶于水中，并稀釋至100mL。

氨-氯化銨緩沖溶液（pH值約為9）：稱取70g氯化銨溶于適量水中，加入48mL濃氨水后，稀釋至1 000mL。

DDTC溶液：稱取0.2g DDTC溶于水中，并稀釋至100mL，貯存于棕色玻璃瓶中，放于暗處可用兩星期。

銅標準溶液：準確稱取622mg CuSO4·5H2O（分析純）于1 000mL容量瓶中，加入1mL濃硫酸后，稀釋至刻度并搖勻。溶液中Cu2＋的質量濃度為159.2mg／L。

1.3 標準曲線的繪制

分別移取銅標準溶液0，0.3，0.6，0.9，1.0，1.2，1.5，1.8，2.0mL于9個50mL容量瓶中。依次加入檸檬酸銨溶液5mL，氨-氯化銨緩沖溶液5mL，DDTC溶液5mL，顯色5min后，稀釋至刻度并搖勻。用1cm比色皿，以水作為參比液，在波長為440nm處對上述各試液進行測定。吸取鍍液0.02mL。以Cu2＋的質量濃度為橫坐標，以吸光度為縱坐標，繪制標準曲線，結果如圖1所示。

圖1 銅的標準曲線

1.4 測試步驟

移取2mL鍍鉻溶液于100mL容量瓶中，加水至刻度并搖勻。分別移取1mL稀釋液于2個50 mL容量瓶中，加水至25mL后，依次加入檸檬酸銨溶液5mL，氨-氯化銨緩沖溶液5mL。然后向其中一個容量瓶中加入DDTC溶液5mL，顯色5min后，稀釋至刻度并搖勻。另外一個容量瓶中不加DDTC溶液，直接稀釋至刻度并搖勻，用作空白液。用1cm比色皿，以空白液作參比，在波長為440nm處測定顯色液的吸光度。按下列公式計算Cu2＋的質量濃度：

1.5 回收率測試

在實驗室中配制鍍鉻溶液，采用上述方法測定Cu2＋的質量濃度，結果如表1所示。實驗表明：該方法具有較高的準確度，能夠滿足快速監控鍍鉻溶液中銅雜質的要求。

表1 分析結果的準確度

2 鐵的分析

2.1 分析方法

在pH值為4的緩沖溶液中，Fe2＋與水楊酸反應生成紫色的配位物。其最大吸收波長為540nm。在波長為540nm處以空白液作參比消除Cr（VI）的干擾。Cr（III）和Cu2＋的干擾甚微，可以忽略不計。

2.2 實驗試劑

水楊酸溶液：配制成質量分數為0.5%的溶液。

pH值為4的緩沖溶液：稱取40g醋酸鈉，量取95mL冰乙酸，加水至1 000mL。

鐵標準溶液：準確稱取0.288g Fe（SO4）2·7H2O（分析純）于1 000mL容量瓶中，稀釋至刻度并搖勻。溶液中Fe2＋的質量濃度為0.058g／L。

2.3 標準曲線的繪制

分別移取鐵標準溶液0，0.3，0.6，0.9，1.2，1.5 mL于6個50mL容量瓶中。依次加入pH值為4的緩沖溶液5mL，水楊酸溶液10mL，顯色5min后，稀釋至刻度并搖勻。用1cm比色皿，以水作為參比液，在波長為540nm處對上述各試液進行測定。吸取鍍液0.02mL。以Fe2＋的質量濃度為橫坐標，以吸光度為縱坐標，繪制標準曲線，結果如圖2所示。

圖2 鐵的標準曲線

2.4 測試步驟

移取2mL鍍鉻溶液于100mL容量瓶中，加水至刻度并搖勻。分別移取1mL稀釋液于2個50 mL容量瓶中，加入pH值為4的緩沖溶液5mL。然后向其中一個容量瓶中加入水楊酸溶液10mL，顯色5min后，稀釋至刻度并搖勻。另外一個容量瓶中不加水楊酸溶液，直接稀釋至刻度并搖勻，用作空白液。用1cm比色皿，以空白液作參比，在波長為540nm處測定顯色液的吸光度。按下列公式計算Fe2＋的質量濃度。

2.5 回收率測試

在實驗室中配制鍍鉻溶液，采用上述方法測定Fe2＋的質量濃度，結果如表2所示。實驗表明：該方法具有較高的準確度，能夠滿足快速監控鍍鉻溶液中鐵雜質的要求。

3 結論

采用上述兩種光度法測定鍍鉻溶液中銅、鐵雜質的質量濃度，改進了重量分析法和化學滴定法的弊端，達到了操作快捷、環保、節能的目的。上述方法的準確度較高，能夠滿足快速監控鍍鉻溶液中銅、鐵雜質的要求。

表2 分析結果的準確度

［1］陳必友，李啟華.工廠分析化驗手冊（第2版）［M］.北京：化學工業出版社，2009.