銅-鋅合金鍍液中鋅的分析方法

郭崇武

(廣州超邦化工有限公司，廣東廣州510460)

銅-鋅合金鍍液中鋅的分析方法

郭崇武

(廣州超邦化工有限公司，廣東廣州510460)

用鉻黑T作指示劑分析氰化物鍍銅-鋅合金鍍液中的鋅，在傳統的測定方法中，需要使用劇毒氰化物和抗壞血酸抑制Cu2+離子的生成。為了消除氰化物的污染，研究了用三乙醇胺取代氰化鉀的方法，三乙醇胺與Cu+離子生成穩定的絡合物，在抗壞血酸存在的條件下，Cu+離子不能轉變為Cu2+離子。測定時加甲醛破壞游離氰化鈉，以鉻黑T作指示劑，在pH=10的條件下用EDTA滴定鋅。測定結果的相對平均偏差為0.71%，回收率為101.3% ～101.9%。

銅鋅合金鍍液;鋅;三乙醇胺;氰化鉀

引 言

在生產實踐中測定銅-鋅合金鍍液中鋅的質量濃度，一直使用 EDTA容量法，以鉻黑 T作指示劑，用EDTA滴定鋅，測定一個試樣需要使用劇毒氰化鉀1 g，氰化鉀與甲醛反應后生成羥基乙腈［1］，羥基乙腈是高毒類物質［2］，給實驗室管理和操作帶來了不安全的因素，如果廢液不經處理，還會對環境造成污染。測定銅-鋅合金鍍液中的鋅，有些資料介紹的方法中不加氰化鉀［3］，但在測定實際鍍液時往往測不到滴定終點，方法是不可行的。為此，研制了測定銅-鋅合金鍍液中鋅質量濃度的新方法，測定中用三乙醇胺代替氰化鉀，消除了安全隱患。

1 分析方法

1.1 方法要點

用甲醛破壞銅-鋅合金鍍液中的游離氰化鈉，使其生成羥基乙腈，鋅離子從鋅氰絡離子中釋放出來。用三乙醇胺輔助絡合Cu+離子，用抗壞血酸還原Cu2+離子，在pH=10的條件下，以鉻黑T作指示劑，用EDTA滴定鋅。

1.2 試 劑

0.05 mol/L EDTA標準溶液。

鉻黑T指示劑:0.2 g鉻黑T和100 g氯化鈉研磨混合均勻。

200 mL/L三乙醇胺水溶液。

抗壞血酸。

甲醛溶液:質量分數為37% ～40%的甲醛50 mL，加水 950 mL。

pH=10氨-氯化銨緩沖溶液。

1.3 分析步驟

吸取銅-鋅合金鍍液2mL于250 mL錐形瓶中(鍍液濃度高時取1 mL)，加水40 mL，三乙醇胺溶液10 mL，氨-氯化銨緩沖溶液10 mL，抗壞血酸1 g，搖勻，加鉻黑 T指示劑少許，甲醛溶液10 mL，用EDTA標準溶液滴定至試液呈藍色為終點。

1.4 計 算

式中:65.37為鋅的相對原子質量;c為EDTA標準溶液的濃度，mol/L;V為滴定時消耗EDTA標準溶液的體積，mL;2為吸取鍍液的毫升數，mL。

2 方法探討

2.1 二價銅對鉻黑T指示劑的影響

向250 mL錐形瓶中加水50 mL，加硫酸銅少許(不到0.1 g)，搖動使其溶解，加氨-氯化銨緩沖溶液10 mL，鉻黑T指示劑少許，試液呈紫紅色，用EDTA標準溶液滴定，試液不能變為藍色。實驗表明，Cu2+離子影響鉻黑T指示劑的變色，因此，在測定銅-鋅合金鍍液中鋅的質量濃度時，試液中不能含有Cu2+離子。

2.2 羥基乙腈的絡合作用

向250 mL錐形瓶中加水50 mL，加20%的氰化鉀溶液5 mL，37% ～40%的甲醛5 mL，氰化鉀與甲醛反應生成羥基乙腈。用水將0.2 g硫酸銅溶解后加入該錐形瓶中，試液呈藍紫色，Cu2+離子與羥基乙腈生成了絡合物。向試液中加氨-氯化銨緩沖溶液10 mL，抗壞血酸1 g，試液從藍紫色變為無色，Cu2+離子被還原為Cu+離子，然后加鉻黑T指示劑少許，試液顯藍色，為鉻黑T指示劑本身的顏色，實驗表明，試液中不存在Cu2+離子。搖動錐形瓶，試液的顏色不變，試液中的Cu+離子不能被空氣氧化成Cu2+離子。

取氰化鍍銅溶液2 mL于250 mL錐形瓶中，該鍍液中不含鋅，加水50 mL，氨-氯化銨緩沖溶液10 mL，抗壞血酸1 g，搖勻，加37% ～40%的甲醛0.5 mL，使游離氰化鈉轉變為羥基乙腈，加鉻黑T指示劑少許，試液呈紫紅色，用EDTA標準溶液滴定，紫紅色不消失。實驗表明，該試液中含有Cu2+離子，由此可見，少量的羥基乙腈不能完全抑制Cu2+離子的生成。

羥基乙腈對Cu+離子有很強的絡合能力。在分析銅-鋅合金鍍液中的鋅時，加氰化鉀和甲醛生成羥基乙腈，結果是羥基乙腈對Cu+離子起掩蔽作用，使其不能生成Cu2+離子。否則Cu2+離子干擾鋅的測定。

2.3 三乙醇胺的絡合作用

向250 mL錐形瓶中加水50 mL，加硫酸銅0.2 g，充分搖動使其溶解，加三乙醇胺溶液10 mL，試液呈深藍色，加抗壞血酸1 g，搖勻，試液變為無色，Cu2+離子被還原成了Cu+離子。向試液中加氨-氯化銨緩沖溶液10 mL，鉻黑T指示劑少許，搖動試液，試液變為紫紅色。實驗表明，三乙醇胺對Cu+離子也有很強的絡合能力，但其絡合能力比羥基乙腈弱。

取氰化鍍銅溶液2 mL于250 mL錐形瓶中，加水50 mL，氨-氯化銨緩沖溶液10 mL，三乙醇胺溶液10 mL，抗壞血酸 1 g，搖勻，加37% ～40%的甲醛0.5 mL，加鉻黑T指示劑少許，試液呈藍色，反復搖動錐形瓶，試液仍為藍色。實驗表明，在亞銅氰絡離子溶液中，用三乙醇胺作輔助絡合劑和用抗壞血酸作還原劑，試液中不能生成Cu2+離子。

2.4 銅-鋅合金鍍液分析

在銅-鋅合金鍍液中，Cu2+離子以亞銅氰絡離子形式存在，在分析鋅時加甲醛后，甲醛與游離氰化鈉生成一定量的羥基乙腈，再用三乙醇胺作輔助絡合劑，并加抗壞血酸穩定Cu+離子，以鉻黑T作指示劑，用EDTA標準溶液滴定鋅，試液中不會產生Cu2+離子干擾測定。

2.5 注意事項

在分析銅-鋅合金鍍液中鋅的過程中，抗壞血酸要加夠量，減少抗壞血酸的用量，滴定至終點時，在鉻黑T的絡合作用下，試液中Cu+離子可能被空氣氧化成Cu2+離子，影響指示劑的變色，使測定結果偏高。甲醛不能多加，甲醛過量時可能破壞與Cu+離子絡合的氰根離子，使Cu+離子的穩定性下降，滴定至終點時試液中可能產生Cu2+離子。

3 精密度和回收率

從車間取銅-鋅合金鍍液(仿金鍍液)，按本法分析鋅的質量濃度，試樣平行測定12次，所得結果列于表1。實驗表明，分析結果的相對平均偏差為0.71%。

表1 測定結果的精密度

用合成試樣檢驗本法的準確度，所得結果列于表2。實驗表明，本法的回收率為 101.3% ～101.9%.

表2 測定方法的回收率

4 結論

用三乙醇胺絡合Cu+離子，不使用氰化鉀也能夠測定銅-鋅合金鍍液中鋅的質量濃度。本法操作安全，分析結果的精密度和準確度都較高，能夠滿足監控銅-鋅合金鍍液中鋅質量濃度的要求。

［1］武漢材料保護研究所.常用電鍍溶液的分析［M］.北京:機械工業出版社，1974:252-254.

［2］王繼光，王立，陳昌發，等.急性羥基乙腈中毒2例［J］.職業衛生與應急救援，1996，17(2):99.

［3］徐紅娣，鄒群.電鍍溶液分析技術［M］.北京:化學工業出版社，2003:290-294.

Analysis Method of Zinc in Cu-Zn Alloy Plating Bath

GUO Chong-wu
(Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd，Guangzhou 510460，China)

During the conventional zinc element determinations in cyanide Cu-Zn alloy plating bath，eriochrome black T was used as an indicator，and virulent cyanide and L-ascorbic acid were employed to inhibit the formation of Cu2+ions.In order to eliminate the pollution of cyanide，a method substituting triethanolamine for potassium cyanide was studied.Triethanol-amine could form a stable complex with Cu+ions.With the presence of L-ascorbic acid，Cu+ions could not be changed to Cu2+ions.In the analysis process，zinc ions were titrated by using EDTA under condition of pH 10 with addition of formaldehyde to destroy free cyanide beforehand and eriochrome black T as an indicator.The results show that the relative average deviation of this method was 0.71%and the recovery was 101.3% ～101.9%.

Cu-Zn alloy plating solution;zinc;triethanolamine;potassium cyanide

TG115.31

B

1001-3849(2011)07-0044-03

2010-03-04

2011-03-28