镍铁合金镀液中镍含量的快速光度法分析

许洁娜*，郭崇武

（广州超邦化工有限公司，广东 广州 510460）

【分析测试】

镍铁合金镀液中镍含量的快速光度法分析

许洁娜*，郭崇武

（广州超邦化工有限公司，广东 广州 510460）

制定了快速分析镍铁合金镀液中镍含量的方法。在碱性条件下，三异丙醇胺与镍离子生成稳定的黄绿色配合物，用于光度法测定镍的含量。镀液中的亚铁离子与抗坏血酸生成接近无色的配合物，且抗坏血酸不参与三异丙醇胺与镍离子的显色反应，因此不干扰镍的测定。镀液中的葡萄糖酸钠对镍的测定略有影响，但就镀液日常维护而言可以忽略不计。在测定条件下，锌和铝杂质与三异丙醇胺生成无色配合物，对测定镍无影响。以水作参比液，在波长420 nm处测定试液的吸光度，测定结果的相对平均偏差为0.63%，回收率为98.2% ～ 100.2%。

镍铁合金镀液；镍含量；三异丙醇胺；分光光度法；测定

镍铁合金镀液中一般包含硫酸镍、氯化镍、硫酸亚铁、硼酸、葡萄糖酸钠、抗坏血酸、光亮剂等成分[1-2]。对镀液中镍含量的分析目前采用沉淀分离−EDTA容量法[3]：在氨性溶液中加入过氧化氢，加热煮沸破坏配位剂并将亚铁离子氧化成铁离子，过滤分离沉淀物，然后以紫脲酸铵作指示剂，用EDTA标准溶液滴定镍。该法耗时较长，且容易产生分析误差。笔者之一曾对镍的分析方法做过改进，以三乙醇胺掩蔽镍铁合金镀液中的铁离子，再用EDTA直接滴定镍[4]。为了进一步完善镀液分析技术，本文参考有关文献[5]，以三异丙醇胺作显色剂，制定了镍含量的快速光度分析方法。

1 分析方法

1. 1 原理

在碱性溶液中三异丙醇胺与镍离子生成稳定的黄绿色配合物，在波长420 nm处有最大吸收峰。利用这一特性以光度法测定镍铁合金镀液中的镍含量。镀液中的亚铁离子与抗坏血酸生成接近无色的配合物，且抗坏血酸在测定条件下不影响三异丙醇胺与镍离子的显色反应，对镍的测定无干扰。镀液中的葡萄糖酸钠对显色反应略有影响，但可以忽略不计。镀液中的锌、铝、钙和镁杂质对测定均无影响。

1. 2 试剂

(1) 三异丙醇胺溶液：100 g/L三异丙醇胺水溶液。

(2) 氢氧化钠溶液：100 g/L氢氧化钠水溶液。

(3) 镍标准溶液：称取分析纯六水合硫酸镍4.477 g溶于1 000 mL容量瓶中，加浓硫酸1 mL，加水稀释至刻度，摇匀，此标准溶液中含镍1.00 g/L。

1. 3 标准曲线的绘制

吸取镍标准溶液0、1、2、3和4 mL于5只50 mL容量瓶中，加三异丙醇胺溶液10 mL、氢氧化钠溶液10 mL，加水稀释至刻度，摇匀。用3 cm比色皿，以水作参比液，在波长420 nm处测定，所得吸光度相对于镀液中镍的质量浓度计算如下：

式中ρ(Ni)表示镀液中镍的质量浓度(g/L)，c为镍标准溶液中镍的质量浓度(g/L)，V为吸取镍标准溶液的体积(mL)，V0为分析镀液时吸取试样的体积(本法吸取0.05 mL)。以镀液中镍的质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

1. 4 测定

吸取镍铁合金镀液1 mL于100 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，吸取稀释液5 mL于50 mL容量瓶中，加三异丙醇胺溶液10 mL、氢氧化钠溶液10 mL，加水稀释至刻度，摇匀。用3 cm比色皿，以水作参比液，在波长420 nm处测定试液的吸光度，在标准曲线上查得镀液中镍的质量浓度。

2 讨论

2. 1 亚铁离子对测定的影响

用移液管向50 mL容量瓶中加20 g/L的七水合硫酸亚铁溶液0.05 mL、30 g/L的抗坏血酸溶液0.05 mL，然后加三异丙醇胺溶液10 mL、氢氧化钠溶液10 mL，以水稀释至刻度，摇匀后测得试液的吸光度为零。硫酸亚铁与抗坏血酸生成接近无色的配合物，对镍的测定无干扰。

2. 2 抗坏血酸对测定的影响

分别吸取12.0 g/L的六水合硫酸镍溶液1 mL于两只50 mL容量瓶中，用移液管向一只容量瓶中加30 g/L的抗坏血酸溶液0.05 mL，另一只中不加，然后分别加三异丙醇胺溶液10 mL、氢氧化钠溶液10 mL，以水稀释至刻度，摇匀后测得吸光度均为0.157。可见试液中少量的抗坏血酸不参与镍的显色反应，对测定无干扰。

2. 3 葡萄糖酸钠对测定的影响

吸取12.0 g/L的六水合硫酸镍溶液1 mL于50 mL容量瓶中，加40 g/L的葡萄糖酸钠溶液0.05 mL、三异丙醇胺溶液10 mL、氢氧化钠溶液10 mL，加水稀释至刻度，摇匀后测得吸光度为0.155。可见镀液中的葡萄碳酸钠对镍的测定略有影响，使测定结果偏低1.27%。由于误差较小，对镀液监控而言是可以接受的。

2. 4 杂质对测定的影响

镍铁合金镀液主要直接用于电镀钢铁零部件和锌铝合金压铸件，镀槽中一般含有锌杂质和铝杂质。在测定条件下，锌和铝杂质与三异丙醇胺生成无色配合物，不影响镍的测定。镀液中的钙和镁杂质与葡萄糖酸钠生成配合物，在测定条件下不能生成碳酸钙和碳酸镁沉淀物，对测定镍也没有影响。

2. 5 吸取试样量的确定

在测定条件下，葡萄糖酸钠也能配合少量的镍离子，导致测定结果偏低。随着吸取试样量的增加，分析误差增大。试验表明，吸取试样量增加4倍，测定误差也增大4倍。因此，本法将吸取试样量降至0.05 mL，并使用3 cm比色皿。测定试样时吸光度范围是0.140 ～ 0.170。

2. 6 试液的稳定性

试液的吸光度在1 h内保持稳定，满足光度法的测定要求。

2. 7 精密度和回收率

用分析纯试剂配制镍铁合金镀液：六水合硫酸镍230.0 g/L，六水合氯化镍18.0 g/L，七水合硫酸亚铁15 g/L，硼酸25 g/L，葡萄糖酸钠35 g/L，抗坏血酸25 g/L。镀液中的硫酸镍和氯化镍换算成镍的总质量浓度为55.8 g/L。再向镀液中分别加六水合硫酸锌和十八水合硫酸铝1 g/L。用本法平行测定6次，所得ρ(Ni)分别为55.9、55.5、55.2、55.5、54.8和54.8 g/L，平均值为55.3 g/L，相对平均偏差为0.63%，回收率为98.2% ～ 100.2%。

3 结论

以三异丙醇胺作显色剂，用光度法测定镍铁合金镀液中的镍含量，方法简单、快速而准确，解决了传统方法耗时过长的问题。

[1] 鞍山钢铁公司, 鞍钢机械制造公司西部机械厂. 板坯连铸机结晶器铜板上电镀镍–铁合金的方法: 94112407.X [P]. 1995–04–19.

[2] 张颖. 一种用于结晶器铜板的电镀镍铁合金层的镀液: 201511015902.3 [P]. 2016–04–06.

[3] 徐红娣, 邹群. 电镀溶液分析技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2003: 243-244.

[4] 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.

[5] 郭歆欣. 铜–镍合金镀液中铜和镍的快速光度法分析[J]. 电镀与精饰, 2014, 36 (2): 36-39.

[ 编辑：温靖邦 ]

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Rapid analysis of nickel content in nickel–iron alloy electroplating bath by spectrophotometry

XU Jie-na*,

GUO Chong-wu

A method for rapid analysis of nickel content in a Ni–Fe alloy electroplating bath was established. Triisopropanolamine reacts with nickel ion in alkaline condition, forming a stable yellowish green complex which is used to determine the nickel content by spectrophotometry. Ferrous ions in the electroplating bath react with ascorbic acid, forming almost colorless complexes, and ascorbic acid does not take part in the chromogenic reaction of triisopropanolamine with nickel ions, having no interference to the spectrophotometric determination of nickel. The effect of sodium gluconate in the electroplating bath on the nickel determination does exist, but is negligible for routine bath maintenance. Zn and Al impurities are coordinated by triisopropanolamine, forming colorless complexes under the conditions of determination, having no effect on the nickel determination. The absorbance of test solution is determined at a wavelength of 420 nm with water as a reference. The method has a relative average deviation of 0.63% and a recovery ranging from 98.2% to 100.2%.

nickel–iron alloy electroplating bath; nickel content; triisopropanolamine; spectrophotometry; determination

TQ153.2; O655.25

A

1004 – 227X (2017) 07 – 0374 – 03

10.19289/j.1004-227x.2017.07.009

2017–01–21

2017–03–28

许洁娜（1980–），女，香港人，本科学历，研发工程师，从事电镀工艺研发工作。

作者联系方式：(E-mail) Ella.hui@ultra-union.com。

First-author’s address:Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd., Guangzhou 510460, China