EDTA配位滴定法測定鎳含量方法的優化研究

宋玉萍

(安徽水利水電職業技術學院，安徽 合肥 231603)

EDTA配位滴定法測定鎳含量方法的優化研究

宋玉萍

(安徽水利水電職業技術學院，安徽 合肥 231603)

對EDTA 配位滴定法測定Ni2+的不同方法進行了實驗比較, 并從溶液配制、指示劑、緩沖溶液加入量等方面進行了深入討論, 完善和優化了EDTA 測定Ni2+的實驗測定方法。

EDTA；鎳；滴定法

鎳含量的EDTA配位滴定法在冶金、電鍍、以及有機分析等領域中應用十分廣泛。但相關文獻中有關EDTA 配位滴定法測定Ni2+的報道, 各不相同。本文主要從溶液配制、緩沖溶液加入量、指示劑加入量等3個方面, 對該法進行了實驗對比研究。以滴定分析允許的0.3%相對誤差為范圍,終點顏色便于觀察和易于應用為前提, 完善和優化了EDTA 配位滴定法測定鎳含量的實驗方法。

1 實驗部分

1.1 試劑和溶液

(1)ZnO標準溶液?；鶞蔤nO在馬弗爐中850±50℃灼燒至恒重。取出置于干燥器中,冷卻至室溫后,準確稱取1.5g,用少量水潤濕,加入20% HCl 20mL溶解,用蒸餾水定量轉移至250mL容量瓶中,稀釋至刻度,搖勻。

(2)EDTA標準溶液。稱取18.61g乙二胺四乙酸二鈉(AR),用熱水溶解,轉移至1000mL容量瓶中,稀釋至刻度,搖勻,用實驗方法1.2.1進行標定,濃度為0.04998 mol/L。

(3)鉻黑T指示劑。稱取0.5g鉻黑溶于75mL無水乙醇,再加25mL三乙醇胺。濃度約為5g/L。

(4)硫酸鎳液體樣品。稱取35g硫酸鎳樣品,溶解,轉移至250mL容量瓶,定容,搖勻。

(5)紫脲酸銨指示劑。0.5%。稱取1g紫脲酸銨與200g干燥后的優級純NaCl,混勻,研細。

其他溶液均按常規配制,實驗所用純水為艾科浦超純水機制備。其電導率≤1.2×10-4S/m

1.2 實驗方法

(1)EDTA(0.05mol/L)標準滴定溶液標定。移取25.00mL ZnO標準溶液于250mL的錐形瓶中,加水75mL,用10%氨水溶液調溶液pH至7～8,加pH≈10的NH3-NH4Cl緩沖溶液10mL及5滴鉻黑T(5g/L),用EDTA標準溶液滴定至溶液由紫色變為純藍色且30s不變色即為滴定終點。

平行測定4次,同時做空白。計算EDTA標準滴定溶液的濃度c(EDTA),如式(1)。

(1)

(2)硫酸鎳試樣中鎳含量的測定。稱取硫酸鎳溶液3g,加70mL水,加pH≈10的NH3-NH4Cl緩沖溶液10mL及0.2g紫脲酸銨指示劑,搖勻,用上述標定后的EDTA標準溶液滴定至溶液呈現藍紫色且30s不變色即為終點。記錄EDTA消耗體積,計算鎳的質量分數w(Ni),以g/kg表示,如式(2)。

(2)

2 結果與討論

2.1 ZnO基準物質的處理方法

本法中采用的基準物質為ZnO。常見的ZnO基準物的溶液配制方法如下:

①準確稱取ZnO基準物1.5g于150mL燒杯中,用數滴水潤濕后,蓋上表面皿,從燒杯嘴中滴加10mL 1+1鹽酸,待完全溶解后沖洗表面皿和燒杯內壁,定量轉移至250mL容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻,計算其準確濃度。②準確稱取1.5g,用少量水潤濕,加入20% HCl 20mL溶解,用蒸餾水定量轉移至250mL容量瓶中,稀釋至刻度,搖勻。對上述兩種方法的實驗結果進行對比,結果如表1所列。

表1 溶液不同配制方法的結果比較

注:溶液中加HCl時應逐滴加入,防止加入過快,引起容量瓶溫度變化。要充分溶解后再轉移溶液。

對于方法2,實驗探討了容量瓶里吸收了空氣中CO2是否對EDTA濃度標定的精密度和準確度有影響,結果如表2所列。由表2可見,方法1的相對誤差較小。因此,本實驗中的基準物質ZnO采用方法1進行配制。

2.2 不同緩沖溶液用量對鎳測定結果的影響

稱取已制備好的硫酸鎳溶液3g,精確至0.0001g,加水70mL,分別加入5、10、15、20、30mL NH3-NH4Cl緩沖溶液及0.2g紫尿酸銨指示劑,搖勻,用EDTA標準溶液滴定至溶液呈藍紫色。實驗結果如表3所列。由表3可見,在試樣中加入5 mL緩沖溶液時,實驗測定值誤差較大,而分別加入10、15 mL緩沖溶液,實驗測定值誤差符合要求。但當緩沖溶液加入量太多,誤差有增大趨勢,同時,由于液體量加大,滴定過程中易造成液體飛濺,不利于滴定操作。故本文選擇10-15mL作為緩沖溶液適宜加入量。

表2 不同溶液配制方法對EDTA標準溶液標定的結果比較

表3 不同緩沖溶液加入量對測定Ni2+的結果比較

2.3 紫尿酸銨指示劑加入量

測定鎳含量常見的指示劑有紫尿酸銨、PAN及5-Br-DMPAP指示劑。

PAN指示劑用作EDTA配位滴定測定Bi3+、Ga3+、In3+、Ni2+、Cu2+、Ce3+等的金屬指示劑。當以0.1%濃度PAN作指示劑, 在分析有干擾元素存在的鎳樣品時, 滴定終點顏色偏離且拖延難以觀察。

5-Br-DMPAP指示劑測定鎳含量時,在pH大約為4.0～5.5的醋酸鹽緩沖的熱溶液中,用EDTA配位滴定鎳,溶液顏色從紫紅變為淺黃,該法測定時酸效應系數較大,對結果準確度有影響。

紫脲酸銨又稱紅紫酸銨,紫尿酸胺,紅紫色結晶性粉末。不同用量的紫脲酸銨指示劑對實驗結果的影響,如表4所列。在試樣中加入0.1g紫脲酸銨時,終點顏色較淡,靈敏度較差,實驗測定值誤差較大,而分別加入0.2、0.3g指示劑時,實驗測定值誤差符合要求。但當指示劑加入量在0.4及0.5g時,終點顏色較深,較難判斷,實驗精密度和準確度較差,因此,本實驗選用紫脲酸銨指示劑,用量為0.2g。

表4 不同指示劑加入量對測定Ni2+的結果比較

3 結 論

通過系列的實驗對比研究, 完善和優化后的EDTA配位滴定法測定鎳含量的分析方法為:稱取硫酸鎳溶液3g,精確至0.0001g,加70mL水,加pH≈10的NH3-NH4Cl緩沖溶液10mL及0.2g紫脲酸銨指示劑,搖勻,用標定后的EDTA標準溶液滴定至溶液呈現藍紫色即為終點,記錄EDTA消耗體積,以式(2)計算鎳的質量分數w(Ni),以g/kg表示。該法適用于鋼鐵、鍍鎳廢水、有機磷配位鎳催化劑中高含量鎳的容量法測定。

[1] 北京礦冶研究總院分析室．礦石及有色金屬分析手冊[ M]．北京：冶金工業出社,1990．

[2] 成文，慧敏，方平,等．合金鋼化學分析[M]．北京:冶金出版社，2013．

[3] Rosenstein C,Hirch S．Chemical Analysis of Plating Solution[ J]．Metal Fini-shing ,2012,(1)：536．

(責任編輯 陳化鋼)

Modification for determination methal of nickel by EDTA titration

SONG Yu-ping

(Anhui Technical College of Water Resoueces and Hydroelectic Power,Hefei 231603,China)

The determination methods of nickel by EDTA titration are compared experimentally．The effects of the preparation of standard solution , indicator used and the amount of buffer solution on added the analytical result are discussed , and then the modified method for Ni2 +determination by EDTA titration is proposed．

EDTA； nickel ；titration

2016-09-10；

2016-10-10

宋玉萍(1969-)，女，安徽合肥人，實驗師，主要從事化學及環境類專業相關實踐教學與管理工作。

10.3969/j.issn.1671-6221.2016.04.014

TQ016

A

1671-6221(2016)04-0042-03