镀铬溶液中铜铁的快速分析

张凤芝

（大连经济技术开发区大山表面处理有限公司，辽宁 大连116600）

0 前言

镀铬溶液中铜、铁杂质的质量浓度对镀层质量有明显影响。当铜的质量浓度较高时，镀层的覆盖能力明显降低，严重时，R角部可能没有镀层。当铁的质量浓度较高时，电解液的电导率降低，分散能力恶化，电流不稳定，镀层的光亮范围缩小。因此，镀铬溶液在使用过程中需要定期检测其中铜、铁的质量浓度。特别是当镀液出现故障时，需要快速地检测出铜、铁杂质的质量浓度。目前，许多电镀厂还未能很好地掌握镀铬溶液中铜、铁的分析方法。当镀液出现故障时，需要电镀材料供应商对这些杂质进行分析。从取样到给出分析结果，需要花费较长的时间，无法满足车间快速排除镀液故障的要求。为此，参考相关文献［1］制定了铜、铁的分析方法。

1 铜的分析

1.1 分析方法

在氨性溶液（pH值为8.0～9.5）中，Cu2＋与二乙基二硫代氨基甲酸钠（DDTC）反应生成黄棕色的配位物。其具有较高的吸光灵敏度，最大吸收波长为440nm。先用柠檬酸铵溶液掩蔽镀铬溶液中的Cr（III）和Fe2＋等，再用DDTC光度法对Cu2＋进行分析。镀液中其他组分的影响，可用空白液作参比消除。

1.2 实验试剂

柠檬酸铵溶液：称取20g柠檬酸铵溶于水中，并稀释至100mL。

氨-氯化铵缓冲溶液（pH值约为9）：称取70g氯化铵溶于适量水中，加入48mL浓氨水后，稀释至1 000mL。

DDTC溶液：称取0.2g DDTC溶于水中，并稀释至100mL，贮存于棕色玻璃瓶中，放于暗处可用两星期。

铜标准溶液：准确称取622mg CuSO4·5H2O（分析纯）于1 000mL容量瓶中，加入1mL浓硫酸后，稀释至刻度并摇匀。溶液中Cu2＋的质量浓度为159.2mg／L。

1.3 标准曲线的绘制

分别移取铜标准溶液0，0.3，0.6，0.9，1.0，1.2，1.5，1.8，2.0mL于9个50mL容量瓶中。依次加入柠檬酸铵溶液5mL，氨-氯化铵缓冲溶液5mL，DDTC溶液5mL，显色5min后，稀释至刻度并摇匀。用1cm比色皿，以水作为参比液，在波长为440nm处对上述各试液进行测定。吸取镀液0.02mL。以Cu2＋的质量浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，结果如图1所示。

图1 铜的标准曲线

1.4 测试步骤

移取2mL镀铬溶液于100mL容量瓶中，加水至刻度并摇匀。分别移取1mL稀释液于2个50 mL容量瓶中，加水至25mL后，依次加入柠檬酸铵溶液5mL，氨-氯化铵缓冲溶液5mL。然后向其中一个容量瓶中加入DDTC溶液5mL，显色5min后，稀释至刻度并摇匀。另外一个容量瓶中不加DDTC溶液，直接稀释至刻度并摇匀，用作空白液。用1cm比色皿，以空白液作参比，在波长为440nm处测定显色液的吸光度。按下列公式计算Cu2＋的质量浓度：

1.5 回收率测试

在实验室中配制镀铬溶液，采用上述方法测定Cu2＋的质量浓度，结果如表1所示。实验表明：该方法具有较高的准确度，能够满足快速监控镀铬溶液中铜杂质的要求。

表1 分析结果的准确度

2 铁的分析

2.1 分析方法

在pH值为4的缓冲溶液中，Fe2＋与水杨酸反应生成紫色的配位物。其最大吸收波长为540nm。在波长为540nm处以空白液作参比消除Cr（VI）的干扰。Cr（III）和Cu2＋的干扰甚微，可以忽略不计。

2.2 实验试剂

水杨酸溶液：配制成质量分数为0.5%的溶液。

pH值为4的缓冲溶液：称取40g醋酸钠，量取95mL冰乙酸，加水至1 000mL。

铁标准溶液：准确称取0.288g Fe（SO4）2·7H2O（分析纯）于1 000mL容量瓶中，稀释至刻度并摇匀。溶液中Fe2＋的质量浓度为0.058g／L。

2.3 标准曲线的绘制

分别移取铁标准溶液0，0.3，0.6，0.9，1.2，1.5 mL于6个50mL容量瓶中。依次加入pH值为4的缓冲溶液5mL，水杨酸溶液10mL，显色5min后，稀释至刻度并摇匀。用1cm比色皿，以水作为参比液，在波长为540nm处对上述各试液进行测定。吸取镀液0.02mL。以Fe2＋的质量浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，结果如图2所示。

图2 铁的标准曲线

2.4 测试步骤

移取2mL镀铬溶液于100mL容量瓶中，加水至刻度并摇匀。分别移取1mL稀释液于2个50 mL容量瓶中，加入pH值为4的缓冲溶液5mL。然后向其中一个容量瓶中加入水杨酸溶液10mL，显色5min后，稀释至刻度并摇匀。另外一个容量瓶中不加水杨酸溶液，直接稀释至刻度并摇匀，用作空白液。用1cm比色皿，以空白液作参比，在波长为540nm处测定显色液的吸光度。按下列公式计算Fe2＋的质量浓度。

2.5 回收率测试

在实验室中配制镀铬溶液，采用上述方法测定Fe2＋的质量浓度，结果如表2所示。实验表明：该方法具有较高的准确度，能够满足快速监控镀铬溶液中铁杂质的要求。

3 结论

采用上述两种光度法测定镀铬溶液中铜、铁杂质的质量浓度，改进了重量分析法和化学滴定法的弊端，达到了操作快捷、环保、节能的目的。上述方法的准确度较高，能够满足快速监控镀铬溶液中铜、铁杂质的要求。

表2 分析结果的准确度

［1］陈必友，李启华.工厂分析化验手册（第2版）［M］.北京：化学工业出版社，2009.