镀镍溶液中硼酸的分析方法

黎小阳，　郭崇武

(广州超邦化工有限公司，广东 广州　510460)



镀镍溶液中硼酸的分析方法

黎小阳，郭崇武

(广州超邦化工有限公司，广东 广州510460)

摘要：制定了测定镀镍溶液中硼酸的新方法。用草酸钾掩蔽镀液中的镍离子和镀液中铁杂质及锌杂质离子，用氟化钠掩蔽铝杂质离子，用甘露醇与硼酸反应生成酸性较强的配合酸，用酚酞作指示剂，以氢氧化钠滴定法测定配合酸。实验表明，本法的相对平均偏差为0.2%，回收率为99.62%，精密度和回收率都较高。

关键词:镀镍溶液； 硼酸； 分析方法； 铝离子； 氟化钠； 掩蔽剂

引言

镀镍溶液中硼酸的分析，一般采用柠檬酸钠掩蔽镍离子，加甘露醇或甘油使硼酸转化成酸性较强的配合酸，用酚酞作指示剂，以氢氧化钠滴定法测定配合酸[1-2]。另外，还可以采用草酸钾或亚铁氰化钾掩蔽镍离子，用氢氧化钠滴定配合酸。

镀镍溶液经常用于电镀锌-铝合金压铸件，当镀件掉落到镀槽中后，镀件被腐蚀使镀液中产生并积累一定量的铝离子，干扰硼酸的测定。实验表明，采用柠檬酸钠、草酸钾以及亚铁氰化钾均不能消除铝离子对测定硼酸的干扰。此外，也不能用柠檬酸钠掩蔽镀液中铁杂质和锌杂质[3-4]。为此，本文研制了用氟化钠掩蔽铝离子测定镀镍溶液中硼酸的方法。

1分析方法

1.1方法要点

用氟化钠掩蔽镀镍溶液中的铝杂质，用草酸钾掩蔽镍离子、铁杂质及锌杂质，加甘露醇使硼酸转化成酸性较强的配合酸，用酚酞作指示剂，以氢氧化钠滴定法测定配合酸。

1.2试剂

酚酞指示剂，甘露醇，10%草酸钾溶液，氟化钠，0.1mol/L的氢氧化钠标准滴定溶液。

1.3测定程序

吸取镀镍溶液2.00mL于250mL锥形瓶中，加80mL水，4g甘露醇，室温偏低时需将试液加热至30～40℃，使硼酸与甘露醇充分反应，加0.5g氟化钠，10mL草酸钾溶液，摇匀，加酚酞指示剂数滴，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定至试液由绿色变为紫红色并保持30s不退色为终点。

1.4硼酸的质量浓度计算

硼酸质量浓度按下式计算：

ρ(H3BO3)=61.83cV/V0

ρ(H3BO3)为硼酸的质量浓度，g/L；61.83为硼酸的摩尔质量，g/mol；c为氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L；V为滴定时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL；V0为吸取被测试样量，本法为2.00mL。

2干扰元素的掩蔽

2.1镍离子

以酚酞作指示剂用氢氧化钠滴定硼酸，镍离子与氢氧根反应生成氢氧化镍沉淀，需加掩蔽剂掩蔽。吸取2.00mL 240g/L的六水合硫酸镍溶液于250mL锥形瓶中，加80mL水稀释，加10mL 10%的草酸钾溶液，5滴酚酞指示剂，滴定1滴(约0.04mL)0.1008mol/L的氢氧化钠标准滴定溶液，试液由绿色变为紫红色，表明用草酸钾掩蔽镍离子能够完全消除其对测定硼酸的干扰。

2.2铁杂质

镀镍溶液中一般含有铁杂质离子，需加掩蔽剂掩蔽。配制2g/L的七水合硫酸亚铁溶液，配制溶液中会产生少量的Fe3+离子，吸取2.00 mL该溶液于250mL锥形瓶中，加80mL水稀释，加10mL草酸钾溶液，滴加5滴酚酞指示剂，向试液中滴加1滴氢氧化钠标准滴定溶液，试液变为红色，表明用草酸钾能够完全掩蔽Fe2+和Fe3+离子。

2.3锌杂质

镀镍溶液中还含有锌杂质离子，需掩蔽之。吸取2.00mL 2g/L的七水合硫酸锌溶液于250mL锥形瓶中，测试方法与2.2相同，向试液中滴加1滴氢氧化钠标准滴定溶液，试液变为红色，表明用草酸钾能够完全掩蔽锌离子。

2.4铝杂质

测定硼酸时还需掩蔽镀镍溶液中的铝杂质。吸取2.00mL 5g/L的十八水合硫酸铝溶液于250mL锥形瓶中，加80mL水，0.5g氟化钠，5滴酚酞指示剂，用0.1008mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定，滴加1滴后试液变为红色，表明氟化钠能够完全掩蔽铝离子。氟化钠水解产生氢氧根，氟化钠水溶液略显碱性。在250mL锥形瓶中加0.5g氟化钠，加80mL水，摇匀，加5滴酚酞指示剂，试液显红色，向该试液中滴加1滴0.1mol/L的盐酸标准滴定溶液，试液变为无色，氟化钠本身不影响硼酸的测定。

吸取2.00mL上述硫酸铝溶液于250mL锥形瓶中，加80mL水，1g柠檬酸钠，5滴酚酞指示剂，用0.1008mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定，消耗氢氧化钠溶液0.56mL。由此可见，测定镀镍溶液中的硼酸，不能用柠檬酸钠掩蔽铝杂质。柠檬酸钠分子中的羟基在与铝离子配合时，能释放出氢离子，使硼酸的测定结果偏高。吸取2.00mL上述硫酸铝溶液于250mL锥形瓶中，加80mL水，10mL草酸钾溶液，5滴酚酞指示剂，滴加0.08 mL氢氧化钠标准滴定溶液时，试液变为浅红色，滴加氢氧化钠至0.20mL时，试液转变为深红色。由于草酸钾对铝离子的配合能力较弱，不能有效掩蔽铝离子。亚铁氰化钾与铝离子不能生成沉淀物，也不能用于掩蔽铝离子。

3精密度和回收率

用分析纯试剂配制镀镍溶液，镀液中含45.15g/L硼酸，200g/L硫酸镍，45g/L氯化镍，2g/L硫酸铝，1g/L硫酸亚铁，1g/L硫酸锌。用本法测定硼酸的质量浓度并计算相对平均偏差，结果列于表1，由表1可知本法的相对平均偏差为0.2%，回收率为99.62%。

表1精密度测试结果

测定值ρ(H3BO3)/(g·L-1)ρ(H3BO3)/(g·L-1)相对平均偏差/%45.16 45.00 45.0044.85 45.04 44.8544.980.2

4结论

用氟化钠掩蔽镀镍溶液中的铝杂质，用草酸钾掩蔽镍离子和铁杂质及锌杂质离子，用氢氧化钠滴定法测定镀镍溶液中的硼酸，解决了铝杂质对测定硼酸的干扰问题。本法的精密度和准确度都较高，相对于传统方法，本法能更好地满足镀镍溶液的维护要求。

参考文献

[1]武汉材料保护研究所.常用电镀溶液的分析[M].北京：机械工业出版社，1974：120-124.

[2]徐红娣，邹群.电镀溶液分析技术[M].北京：化学工业出版社，2003：99-102.

[3]郭崇武.镍-铁合金镀液中硫酸镍分析方法的改进[J].电镀与精饰,2010，32(7)：42-43.

[4]郭崇武.分析酸性镀锌溶液中硼酸含量掩蔽剂的选择[J].涂装与电镀，2010，(4)：34-35.

Analysis Method of Boric Acid in a Nickel Plating Bath

LI Xiaoyang, GUO Chongwu

(Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd,Guangzhou 510460,China)

Abstract:A novel method of measuring boric acid in a nickel plating bath was established.The nickel ion, iron impurity, and zinc impurity in the plating bath were masked by potassium oxalate.The aluminum impurity was masked using sodium fluoride.The boric acid reacted with D-mannitol to produce a stronger complex acid which had stronger acidity than boric acid.The complex acid was titrated by utilizing sodium hydroxide standard titrating solution with phenothalin as indicator.The experiments showed that the relative average deviation of analysis results was 0.2% and the percent recovery was 99.62%.

Keywords:nickel plating solution; boric acid; analysis method; aluminum ion; sodium fluoride; masking agent

中图分类号：TG115.37

文献标识码：B

收稿日期：2015-11-26修回日期： 2015-12-22

doi：10.3969/j.issn.1001-3849.2016.04.012