淺析金屬鎳離子的測(cè)定

尹金標(biāo)

（山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊 261000）

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，金屬鎳被廣泛運(yùn)用到電鍍行業(yè)上，電鍍過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，廢水中的鎳離子有很強(qiáng)的毒性。分析廢水中鎳離子的含量，采取有針對(duì)性的措施，消除鎳污染帶來的危害，保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境是我們每一位分析工作者應(yīng)盡的義務(wù)和擔(dān)負(fù)的責(zé)任。在分析過程中，各個(gè)環(huán)節(jié)要考慮周全、終點(diǎn)顏色變化要嚴(yán)格把握，儀器分析要精益求精，努力提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器50mL

酸式滴定管、托盤天平、電子天平、200mL燒杯、100mL燒杯、250mL容量瓶1個(gè)、1000mL容量瓶1個(gè)、50mL容量瓶15個(gè)、25mL移液管、250mL錐形瓶、量筒（100mL、10mL）、膠頭滴管、洗瓶、紫外可見分光光度計(jì)（UV-1800PC-DS2）、配對(duì)1cm石英比色皿2個(gè)、5mL、10mL吸量管。

1.2 試劑

①氧化鋅；②Na2H2Y.2H2O；③10%氨水：量取400mL氨水，稀釋至1000mL。④NH3H2O-NH4Cl（pH=10）稱取NH4Cl54g,加20mL蒸餾水溶解，加0.9g/mL的濃氨水350mL,再用蒸餾水稀釋至1L。⑤（1+4）鹽酸：量取504mL鹽酸，稀釋至1000mL。⑥紫脲酸銨（0.1g～0.2g)。稱取1g紫脲酸銨，200g干燥的NaCl混合（不要求精準(zhǔn)）。⑦鎳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：1000mg/L準(zhǔn)確稱取金屬鎳0.1000g溶于10mL（1:1）硝酸中，加熱蒸發(fā)至干，冷卻再加入（1:99）的硝酸中溶解，轉(zhuǎn)入100mL容量瓶定容至刻度。鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液：10.0mg/L,取10mL鎳于1000mL容量瓶中加去離子水定容至刻度。⑧鉻黒T指示劑：將1g鉻黒T指示劑與100g分析純NaCl混合、磨細(xì)、裝瓶備用。⑨5g/L丁二酮肟:稱取0.5g丁二酮肟溶解50mL氨水中，用水稀釋至100mL。⑩過硫酸銨。硫酸鎳。

2 化學(xué)分析法測(cè)鎳離子

2.1 0.05mol/LEDTA的配制

配制0.05mol/LEDTA溶液250mL所需Na2H2Y.2H2O約為4.65g。稱取分析純Na2H2Y.2H2O4.66g置于燒杯中，加100mL的溫水，溶解，轉(zhuǎn)入250mL的容量瓶，定容至刻度。

2.2 EDTA的標(biāo)定

準(zhǔn)確稱取已灼燒至恒重的工作試劑氧化鋅1.3249g(不除皮法）于100mL小燒杯中，用少量去離子水潤洗，加入20mL20%鹽酸溶解后定量轉(zhuǎn)入250mL的容量瓶，用去離子水定容至刻度，搖勻。用25.00mL移液管移取25.00mL上述溶液于250mL的錐形瓶中（不能從容量瓶中直接移取溶液），加75mL去離子水，用氨水溶液（10%）調(diào)至溶液pH至7～8，加入10mL NH3H2ONH4Cl緩沖溶液（pH≈10）及3～5滴鉻黑T（5g/L），用待標(biāo)定的EDTA溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{(lán)色。

平行測(cè)定 3 次，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度C（EDTA）的計(jì)算，單位mol/L。

V實(shí)際消耗EDTA的體積=V滴定消耗EDTA的體積+V體積校正值+V溶液溫度校正值。

標(biāo)定EDTA物質(zhì)的量濃度：

氧化鋅的摩爾質(zhì)量：M（ZnO）=81.39g/mol。

表1 EDTA的標(biāo)定物質(zhì)參數(shù)

3 鎳含量的測(cè)定方法分析

3.1 化學(xué)分析法硫酸鎳試樣中鎳含量的測(cè)定

稱取鎳液體樣品0.2361g；0.2360g；0.2362g分別加水70mL，加入10mLNH3H2O-NH4Cl緩沖溶液（pH≈10）及0.1～0.2g紫脲酸銨指示劑，搖勻，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液[C（EDTA）=0.05086mol/L]滴定至溶液呈藍(lán)紫色。平行測(cè)定3次。

3.2 鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)ωNiSO4/%的計(jì)算

鎳的摩爾質(zhì)量：M（NI）=58.69g/mol。

計(jì)算式：

表2 鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算

4 分光度光度法測(cè)鎳離子

（1）吸收池配套性檢查：石英吸收池在220nm處裝蒸餾水，以一個(gè)吸收池作參比，調(diào)節(jié)透射比為100%，測(cè)定其余吸收池的投射比，其偏差應(yīng)小于0.5%，可配套使用。

（2）在氨溶液中，碘存在，過硫酸銨作用下鎳離子與丁二酮肟反應(yīng)生成酒紅色配合物。在分光光度計(jì)上測(cè)量該溶液對(duì)400nm～500nm不同波長(zhǎng)單色光的吸收程度（吸光度），以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制成曲線為吸收曲線，找到最大吸收波長(zhǎng)為435nm。

（3）配制標(biāo)準(zhǔn)溶液及待測(cè)溶液用分光光度計(jì)測(cè)定鎳離子的含量：取50mL容量瓶7個(gè)，用10mL的吸量管分別移取1mL、2mL、4mL、6mL、8mL、10mL的10μg/mL鎳 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 裝 入6個(gè)容量瓶，7號(hào)容量瓶加入鎳試液10mL。然后在1～7號(hào)容量瓶中分別加入0.5mL1mol/LNaOH溶液；1.5mL3%過硫酸銨（NH4)2S2O8；15mL0.1%的丁二酮肟溶液，分別加去離子水至50mL，充分搖勻，靜置13～15分鐘，充分顯色。在435nm波長(zhǎng)下，用1cm石英比色皿，用空白液作為參比溶液，分別測(cè)定2～7號(hào)標(biāo)準(zhǔn)溶液及待測(cè)溶液的吸光度。在操作臺(tái)上顯示工作曲線。確定未知液的稀釋倍數(shù)，根據(jù)待測(cè)液測(cè)得的吸光度，確定未知樣品的濃度。根據(jù)位置溶液的稀釋倍數(shù)，求出未知物的含量。

試樣溶液中鎳的含量（μg/mL）=標(biāo)準(zhǔn)曲線上差得的濃度（μg/mL）×試液稀釋倍數(shù)。

圖1 試樣溶液中鎳的含量

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

5.1 注意事項(xiàng)

不能從容量瓶直接移取溶液，應(yīng)該選擇干凈燒杯，用去離子水洗滌燒杯內(nèi)壁多次，用容量瓶中配制的液體洗滌燒杯多次，將容量瓶中溶液倒入燒杯中，再從燒杯中移液溶液，這樣可以預(yù)防容量瓶中的溶液被移液管污染。

在絡(luò)合滴定中，所用蒸餾水應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)（符合GB6682-2008中分析實(shí)驗(yàn)用水規(guī)格）要求。若蒸餾水中含有鈣鎂離子等，在滴定過程中會(huì)消耗一定量的EDTA，影響分析結(jié)果的測(cè)定。因此，在絡(luò)合滴定中，所用蒸餾水一定要進(jìn)行質(zhì)量檢查。為了保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，最常用二次蒸餾水或去離子水來配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。

在測(cè)定過程中，有可能影響分析結(jié)果的玻璃儀器，一定要用去離子水多次洗滌。如移液管、錐形瓶、容量瓶、燒杯、滴管等。盡可能的減少分析誤差。為了減少稱量誤差，使用電子天平（用不除皮法）稱量試樣。稱量范圍應(yīng)控制在2.5%范圍內(nèi)。為了減少儀器誤差，應(yīng)校正儀器。在計(jì)算過程中，要帶入體積校正值、溶液溫度補(bǔ)正值。為了減少系統(tǒng)誤差，在測(cè)定過程中一定要做空白實(shí)驗(yàn)，扣去空白值。

5.2 討論

（1）在鎳離子的測(cè)定過程中，滴定終點(diǎn)顏色變化是由黃色變?yōu)樗{(lán)紫色。但多數(shù)分析工作者在測(cè)定過程中對(duì)于終點(diǎn)顏色的把握往往不準(zhǔn)，滴定過程中終點(diǎn)顏色將黃色變?yōu)榱俗霞t色，這樣會(huì)造成較大誤差。逼近終點(diǎn)時(shí)控制好最后一滴流出的體積是做好本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。滴定管尖嘴流出體積0.1mL約1/4滴；0.2mL約1/2滴；0.4mL約1滴。控制好最后一滴流出體積使終點(diǎn)顏色由黃色變?yōu)樗{(lán)紫色。

（2）分光光度計(jì)測(cè)鎳離子，入射光的波長(zhǎng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度和靈敏度會(huì)有較大影響.選擇入射光的波長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)繪制鎳離子與丁二酮肟反應(yīng)生成的有色溶液光的吸收曲線，選擇該溶液的最大吸收波長(zhǎng)λmax的光作為入射光。如果遇到其它離子的干擾，可選擇靈敏度低但能避免干擾的波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定。如測(cè)定鎳離子時(shí)，用丁二酮肟作顯色劑,鎳離子與丁二酮肟反應(yīng)生成的有色溶液的最大吸收波長(zhǎng)為435nm。若待測(cè)液中混有三價(jià)鐵離子，需要加檸檬酸，形成檸檬酸鐵配合物，而檸檬酸在435nm處也有一定的吸收，對(duì)鎳離子的測(cè)定有一定的干擾，此時(shí)可選用420nm～430nm的波長(zhǎng)。

（3）重視比色皿的配對(duì)。 在吸光光度分析的過程中，同一臺(tái)儀器要使用符合配對(duì)的比色皿，否則會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度有著較大的影響。

（4）用比色皿裝液過程中，比色皿的透光面容易被去離子水或試液覆蓋，處理不好會(huì)影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。裝入樣品池前認(rèn)真觀察，用擦鏡紙蘸取少許去離子水潤洗透光面，再吸干。

5.3 建議

化學(xué)分析法測(cè)鎳離子的過程中，從稱量、溶液配制、滴定及到計(jì)算要嚴(yán)格要求，反復(fù)練習(xí)，要找到由黃色變?yōu)榛@紫色的關(guān)鍵操作點(diǎn)，通過顏色對(duì)比及終點(diǎn)液滴流出速度的控制來提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。用分光光度計(jì)測(cè)定鎳離子的含量，靈敏度較高，準(zhǔn)確度較高，儀器操作簡(jiǎn)便，相對(duì)誤差一般在2～5%。只要反復(fù)練習(xí)，認(rèn)真操作就能夠完成實(shí)驗(yàn)的要求。