镍电解溶液中过氧化氢的测定

2021-08-06 07:07汪立燿刘晓丽
中国金属通报 2021年9期
关键词:高锰酸钾过氧化氢电解

汪立燿,刘晓丽

(甘肃省金昌市金川集团股份有限公司检测中心,甘肃 金昌 731700)

在湿法冶炼中,采用工业双氧水是为了除去镍电解溶液中的砷,当混合阳极液中砷含量大于0.50g/L时,向溶液中加入含量约25%的过氧化氢,将三价砷氧化为五价砷,在除铁工艺中,使三价铁和五价砷生成砷酸铁沉淀除砷。工业双氧水的加入量直接影响除砷的效果和电镍的产品质量。如果工业双氧水加入量太多,电镍的物理外观不合格,加入量较少则砷含量超标,导致电镍品级率下降。为保证电镍产品质量,为镍厂除砷试验提供可靠准确的数据,需建立镍电解溶液中过氧化氢的分析方法。

1 实验部分

1.1 试剂

(1)硫酸(ρ1.84g/mL)。

(2)硫酸(1+3)。

(3)硫酸(1+5)。

(4)硫酸锰(100g/L)。

(5)镍(70g/L):称取硫酸镍95g于500mL烧杯中,加水溶解,移入500mL容量瓶中,以水定容。

(6)铜标准溶液(1.0000g/L)。

(7)钴标准溶液(1.000g/L)。

(8)铁标准溶液(1.000g/L)。

(9)草酸钠标准溶液(0.050 mol/L):称取6.700g的草酸钠(在105-110℃烘干至恒量,保存于干燥器中,冷却至室温),置于400mL烧杯中,加入200mL水,小心加入25mL硫酸(1),加热溶解,冷却后移入1000mL容量瓶中,以水定容。

(10)高锰酸钾贮存溶液:称取32g高锰酸钾于1000mL烧杯中,加入500mL水,盖上表皿,加热煮沸l0min,并于电热板上保持2h,取下后放置5~6天,将溶液过滤于1000mL棕色容量瓶中,用煮沸冷却的水定容。

(11)高锰酸钾标准滴定溶液。

①配制:量取100mL高锰酸钾贮存溶液(10),置于1000mL容量瓶中,用煮沸并冷却至室温的水定容,高锰酸钾标准滴定溶液的浓度约为0.02 mol/L。

②标定:移取10.00mL草酸钠标准溶液(9)四份分别置于四个500mL三角烧杯中,加入l0mL硫酸(2),用水稀释至100mL,加热至70~80℃,用高锰酸钾标准滴定溶液①滴定至溶液出现粉红色,lmin内不褪色为终点。平行标定四份所消耗高锰酸钾标准滴定溶液体积的极差应不大于0.l0mL,取其平均值。

按式(1)计算高锰酸钾标准滴定溶液的浓度:

式中:C(KMnO4)——高锰酸钾标准滴定溶液之物质的量浓度,mol/L。

C(C2O42-)——草酸钠标准溶液之物质的量浓度,mol/L。

V0——移取草酸钠标准溶液的体积,mL。

V1——消耗高锰酸钾标准滴定溶液体积的平均值,mL。

1.2 试验方法

移取一定量的镍电解液于500mL三角烧杯中,加入20mL硫酸(3),加入5滴硫酸锰(4),加水控制溶液的体积约为50mL,用高锰酸钾标准溶液滴定至溶液颜色由无色变为粉红色,lmin内不褪色为终点。

2 结果及讨论

2.1 酸度的影响

高锰酸钾与过氧化氢的反应可在硫酸介质中进行,该反应在常温下即可顺利进行。为了保证反应顺利进行,需控制滴定的酸度。选取两个浓度不同镍电解溶液,加入不同体积的硫酸(3),加入5滴硫酸锰(4),加水控制溶液的体积约为50mL,用高锰酸钾标准溶液滴定至溶液颜色由无色变为粉红色,lmin内不褪色为终点。

由表1可以看出,酸度越大反应速度越快,综合考虑分析结果和分析速度,选择硫酸的加入量为20mL。

表1 酸度的影响

2.2 催化剂用量选择

高锰酸钾与过氧化氢的反应可在硫酸介质中进行,此反应在常温下反应速度较慢,为加速反应的进行,需加入催化剂硫酸锰。选取两个含量不同镍电解溶液于500mL三角烧杯中,加入20mL硫酸(3),加入不同量硫酸锰(4),加水控制溶液的体积约为50mL,用高锰酸钾标准溶液滴定至溶液颜色由无色变为粉红色,lmin内不褪色为终点,未加入硫酸锰时,滴定一个样品需10min,硫酸锰的用量在3~10滴时,滴定一个样品只需3min,加入硫酸锰能够加快分析速度,且对样品的测定结果无影响,选择硫酸锰加入量为5滴。

2.3 共存元素干扰试验

在镍电解溶液中,含有大量的镍、钠离子和氯离子,以及少量的铜、铁、钴、铅、锑、砷等元素,各元素含量约为镍70g/L,钠离子40g/L,氯离子70g/L,铜、铁、钴1g/L,砷、锑、铅0.05g/L,为保证分析结果准确性,对溶液中各元素进行了单干扰试验。选取两个含量不同镍电解溶液于500mL三角烧杯中,按照试验方案进行试验。待测样品中铜、铁、钴的含量小于10mg、氯离子小于900mg、钠离子量小于500mg、砷、锑、铅小于1mg、镍量小于840mg时,对过氧化氢的测定无影响。但随着镍量的增加,镍离子的绿色和高锰酸钾标准溶液的紫色混合,终点颜色为灰色,不易判断,当样品的终点滴定至粉色时,结果偏高,该方法只适合过氧化氢的含量大于0.50 g/L,镍量小于800mg样品的分析。

3 试样分析

3.1 精密度试验

选取不同含量的镍电解溶液,对样品中的过氧化氢测定11次,数据见表2。

表2 精密度试验

7 27.02 7.48 76.35 1.10 0.55 8 27.02 7.48 76.25 1.08 0.54 9 26.87 7.48 76.25 1.10 0.54 10 26.87 7.46 76.35 1.06 0.55 11 26.87 7.46 76.35 1.06 0.54平均值 26.94 7.47 76.30 1.07 0.55 s 0.067 0.013 0.11 0.016 0.0075 RSD% 0.25 0.17 0.14 1.50 1.36

由表2可以看出,样品的RSD在0.15%~1.50%之间,满足分析要求。

3.2 准确度试验

对于双氧水的测定,无法采用加标回收试验来验证方法的准确性,因此,本方法采用对同一样品取样量不同来验证方法的准确度,数据见表3。

表3 不同分取量的影响

由表3的数据可以看出,不同的取样量,样品的结果一致,该方法准确可靠。

4 结论

试验可见,氧化还原滴定法测定电镍溶液中的过氧化氢,溶液中的镍、铜、铁、钴、钠、锑、砷、铅、氯离子等元素不干扰待测元素过氧化氢,方法的精密度和准确度满足分析要求,方法操作简便、快速,能够满足生产车间的需求。

猜你喜欢
高锰酸钾过氧化氢电解
索尔维授予三宁化工过氧化氢技术许可
基于电解食盐水的蚕用自动消毒机设计
过氧化氢体外诱导小鼠胚胎成纤维细胞氧化损伤模型的构建和分析
快速评估过氧化氢酶的方法研究
水电解实验探究及装置创新
铅电解工艺参数的控制策略分析
轻轻松松学“电解”
临床中高锰酸钾坐浴现状的调查与分析
“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验注意事项及改进
酸性高锰酸钾溶液滴定碘化亚铁溶液的实验分析