鍍液分析中氯化鈣代替氯化鋇的實驗和應用

馮開文

(天津海林克科技發展有限公司，天津 300384)

鍍液分析中氯化鈣代替氯化鋇的實驗和應用

馮開文

(天津海林克科技發展有限公司，天津 300384)

一些鍍液分析需要用到氯化鋇，如測定氫氧化鈉、碳酸鹽或硫酸鹽等。經典的方法是準確可靠的，但氯化鋇是劇毒試劑，不符合環保理念。研究了用氯化鈣代替氯化鋇的可行性，分析方法做了相應的改變。必須使用氯化鋇時，污水要經過處理以減少對環境的污染，為和諧社會造福。

氯化鋇;氫氧化鋇;氯化鈣;氫氧化鈣;溶度積

引 言

分析堿性鍍液中氫氧化物時，要加入氯化鋇沉淀碳酸鹽以消除干擾。分析碳酸鹽和硫酸鹽時用氯化鋇沉淀碳酸鹽和硫酸鹽以作進一步測定［1］。如氰化鍍銅、氰化鍍鋅、鋅酸鹽鍍鋅、堿性鍍錫、氰化鍍銀及鍍鉻等溶液，每個樣品需要100 g/L氯化鋇溶液1.0 ～15 mL，折合氯化鋇1.0 ～1.5 g。可溶性鋇鹽都是劇毒的，氯化鋇對人的致死量是0.8～0.9 g［2］，前些年曾經與氰化物劃歸一類管理，購買困難，因此試驗了用氯化鈣代替氯化鋇的可能性。

1 實驗

1.1 分析方法原理和實驗

1.1.1 氫氧化物的測定

堿性鍍液碳酸鹽積累是不可避免的，碳酸鹽也是堿性物質，干擾氫氧化物的測定，用氯化鋇將碳酸鹽沉淀出來，避免了干擾。

氯化鈣也能使碳酸鹽沉淀:

但氯化鈣遇到氫氧化物會產生氫氧化鈣沉淀:

碳酸鈣和碳酸鋇沉淀，兩者溶度積相同，在離子強度為 0.1 的溶液中都是 3.0 ×10-8［3］。用氯化鈣來消除碳酸鹽的干擾是可行的，然而，氫氧化鋇是可溶物質，氫氧化鈣溶解度較小，其溶度積Ksp=1.3 ×10-5［3］，是否影響分析的正常進行是研究實驗的關鍵。

測定時加入100 g/L氯化鈣溶液10 mL，錐形瓶中 c(氯化鈣)為0.09 mol/L。

即在錐形瓶的100 mL溶液中氫氧化鈉在0.05 g以內就不會產生氫氧化鈣沉淀。折合ρ(氫氧化鈉)=50 g/L的鍍液可以取樣1 mL。實踐證明，即使離子濃度超過了溶度積，也不會瞬間沉淀完全。而且新生成的氫氧化鈣顆粒極細，同樣與鹽酸標準溶液發生反應，并不影響測定。

以氰化鍍鋅為例，吸取鍍液1 mL，加硝酸銀掩蔽氰化鈉，加氯化鈣沉淀碳酸鹽，以百里香酚酞指示，用鹽酸標準溶液滴定氫氧化鈉，至藍色消失為終點。分析的過程與用氯化鋇的完全相同，只是終點的敏銳度稍差，但判斷沒有困難。

1.1.2 碳酸鹽的測定

根據反應式(2)和溶度積數值，用氯化鈣測定碳酸鹽與用氯化鋇的原理完全相同。簡單過程為:按反應式(1)用氯化鈣溶液沉淀碳酸鈣，加熱陳化，過濾、洗凈，用過量的鹽酸標準溶液溶解碳酸鈣，過量的部分以氫氧化鈉標準溶液回滴。不同現象為碳酸鈣沉淀顆粒較粗，看起來總量比碳酸鋇少，容易過濾。碳酸鈣沉淀中會夾雜氫氧化鈣沉淀，因此，分析方法改為:加入氯化鈣后，加百里香酚酞指示劑數滴，在激烈搖動下用鹽酸標準溶液緩緩滴定至白色或極淡的藍色，再按常規加熱陳化并過濾、洗凈沉淀，然后以甲基橙為指示劑，用鹽酸標準溶液溶解。由于沉淀顆粒較粗，比溶解碳酸鋇稍慢，需要多搖動片刻，或直接加入過量鹽酸，如0.2 mol/L鹽酸標準溶液8～10 mL，加熱煮沸趕除形成的CO2，冷卻后再用氫氧化鈉標準溶液回滴，終點現象正常。

1.1.3 硫酸鹽的測定

硫酸鋇溶解度極小，Ksp=6.0 × 10-10［3］而且化學性質穩定，硫酸鈣溶解度較大，Ksp=1.6×10-4［3］，而且可以溶于某些強酸，因此做硫酸鹽分析，不管是質量法還是容量法，都不能用氯化鈣代替氯化鋇。

1.2 其它用途舉例

1)鎳-鐵合金鍍液穩定劑和檸檬酸鈉的聯合測定。有些鎳-鐵合金鍍液同時含有RC穩定劑，葡萄糖酸鈉和檸檬酸鈉，用高錳酸鉀滴定法或三氯化鐵比色法都互相干擾，利用兩者與氯化鋇的不同反應，可以分別測定。先測定兩者合量，然后加氯化鋇溶液使檸檬酸鹽和硫酸鹽沉淀，再測定RC穩定劑含量，經計算分別得出檸檬酸鹽和RC穩定劑的含量。在這里氯化鈣不能代替氯化鋇。

2)受Cr(VI)污染的除油液測定。由于掛具夾帶等原因，除油槽極易受Cr(VI)的污染，用中和法連續測定三堿含量時，鉻酸鈉對磷酸鈉測定干擾很大，進而影響了氫氧化鈉和碳酸鈉的計算結果［4］?？梢岳勉t酸鈉與氯化鈣和氯化鋇的不同反應分別測定。

溶液加入氯化鋇使碳酸鹽、磷酸鹽及鉻酸鹽都沉淀出來，用酚酞指示，以鹽酸標準溶液滴定氫氧化鈉。溶液加入氯化鈣，碳酸鹽、磷酸鹽沉淀出來，鉻酸鈣是可溶的，過濾、洗凈沉淀再做進一步測定。這里氯化鈣和氯化鋇各有用途，是不能互相代替的。

2 鍍液分析中用氯化鈣代替氯化鋇可行性

2.1 氫氧化鈉的測定

用了兩個月的時間，在為客戶分析樣品時，分別用兩種試劑平行測試。氫氧化鈉含量較低的，分析結果基本一致，含量較高的，偏差在±0.2g/L以內。測過的最小數據是氰化鍍銅溶液，氫氧化鈉的質量濃度為1.4 g/L，最大數據是鋅酸鹽鍍鋅溶液，氫氧化鈉的質量濃度為190.6 g/L。

2.2 碳酸鹽的測定

同樣用了兩個月的時間，以兩種方法平行測試。碳酸鈉的分析結果有±2 g/L的偏差，作為指導生產尚可參考。測過的最小數據是氰化鍍銅溶液，碳酸鈉的質量濃度為42.0 g/L，最大數據是氰化鍍銀溶液，碳酸鉀質量濃度為91.1 g/L。

3 注意事項

1)注意試劑的加入量。測定氫氧化鈉時，氯化鈣和氯化鋇兩種溶液的pH對氫氧化鈉的測定有影響。兩種溶液的pH都在5.5左右，這是由于試劑水解和蒸餾水溶進二氧化碳的聯合作用所致。測定氫氧化鈉時加入量不可過多，避免沉淀碳酸鹽后過多的氯化鈣或氯化鋇溶液消耗OH-，使測定結果偏低。

2)注意試劑的品質。有的氯化鈣試劑，配制溶液呈微混的淡紅色，pH在8以上，需要過濾和調整pH，濾出的是氧化鐵之類的雜質。

3)試劑配制的質量濃度。氯化鈣的相對分子質量小于氯化鋇的相對分子質量，與100 g/L BaCl2·2H2O溶液濃度相當的氯化鈣溶液為46 g/L無水氯化鈣、60 g/L二水氯化鈣和90 g/L六水氯化鈣。據此，推薦使用60 g/L無水氯化鈣或90 g/L六水氯化鈣。

4)污水處理。有些分析項目還離不開氯化鋇，用后要注意污水的處理，只要加入稀硫酸或硫酸鹽使生成硫酸鋇就無毒了，醫院透視用的鋇餐造影劑就是硫酸鋇，可以進入胃腸道，對人體無害。油田控制井噴的重晶石粉也是硫酸鋇，說明對環境是無害的。

4 結論

1)堿性電鍍溶液分析氫氧化鈉，用氯化鈣可以代替氯化鋇，要注意加入量;分析碳酸鈉時，沉淀后需增加用鹽酸中和氫氧化鈣的步驟。

2)注意氯化鈣的品質，做必要的凈化和調整。

3)根據技術要求選用氯化鋇或氯化鈣，必須用氯化鋇時，要做好污水處理。

［1］鄒群，徐紅娣.電鍍溶液分析技術［M］.第2版.北京:化學工業出版社，2010:47-48.

［2］歐陽光，陳志良.中國化工產品大全［M］.北京:化學工業出版社，1994:39.

［3］鄢國強.簡明化驗工手冊［M］.第2版.北京:機械工業出版社，1998:36-37.

［4］徐成.電解去油中氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉的新分析方法［J］.電鍍與環保，1991，11(4):27-29.

Experiment and Application of Calcium Chloride Replacing for Barium Chloride in the Electroplating Bath Analysis

FENG Kai-wen

TG115.31

B

1001-3849(2011)11-0044-03

2011-03-15

2011-05-17