電鍍鎳液中鎳離子、氯離子、硼酸含量的檢測方法

萬卓

（沈陽計量測試院，遼寧沈陽，110179）

電鍍鎳液中鎳離子、氯離子、硼酸含量的檢測方法

萬卓

（沈陽計量測試院，遼寧沈陽，110179）

電鍍鎳鍍液中的鎳離子、氯離子和硼酸濃度是影響電鍍鎳產品性能的三個重要化學成分。介紹了鎳離子、氯離子和硼酸濃度三種成分含量的檢測方法，并通過控制圖實時監控各成分檢測結果的變化。結果表明：檢測方法簡單快速，控制圖有助于及時發現檢測過程中出現的異常，為電鍍鎳行業的日常監控提供了參考依據。

電鍍鎳；鎳離子；氯離子；硼酸

引言

在電鍍鎳鍍液中，硫酸鎳（NiSO4·7H2O）是鍍鎳液的主鹽；氯化物是陽極活化劑；硼酸起到的是pH緩沖作用，增強電鍍效果[1-5]。因此，電鍍鎳鍍液中的鎳離子、氯離子和硼酸濃度是三個重要的監測項目。本文介紹了三者的化學分析方法，為同行的電鍍液日常監測提供參考依據，確保電鍍鎳液分析結果的準確、及時。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

1.1.1 儀器

移液管三個（1 ml、2 ml、5 ml）、錐形瓶（250 ml）、酸式滴定管（25 ml）、堿式滴定管（25 ml）、容量瓶兩個（1 000 ml、500 ml）。

1.1.2 試劑

紫脲酸胺指示劑、pH＝10.0的緩沖溶液、0.1 M EDTA標準溶液、飽和鉻酸鉀溶液、0.1 M標準硝酸銀溶液、甘油混合液、酚酞指示劑、甲基紅指示劑、0.05 M標準氫氧化鈉溶液。以上試劑有效期為不超過兩個月。當溶液出現渾濁、沉淀、顏色變化等現象時，應重新制備。

1.1.3 配制、標定試劑

（1）0.1 M EDTA標準溶液

用萬分之一天平準確稱取（37.224 0±0.000 1）g的EDTA（乙二胺四乙酸二鈉）固體，放入500 ml燒杯中，加水200 ml，放在電爐上加熱至EDTA固體全部溶解，冷卻后移入1000 ml容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻，此溶液即為0.1 M EDTA標準溶液。

用萬分之一天平準確稱取（0.300 0±0.000 1）g的氧化鋅固體，用少量水潤濕，加2 ml鹽酸溶液（20%）溶解，加100 ml水，用氨水溶液（10%）調節溶液pH至7～8，加10 ml氨—氯化銨緩沖溶液（pH≈10）及5滴鉻黑T指示液（5 g/L），用配制好的EDTA溶液滴定至溶液由紫色變為純藍色。同時做空白試驗。

（2）0.1 M標準硝酸銀溶液

用萬分之一天平準確稱取（16.987 0±0.000 1）g的硝酸銀固體，放入500 ml燒杯中，加水200 ml，全部溶解后，移入1 000 ml棕色容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻，此溶液即為0.1 M標準硝酸銀溶液。

（3）0.1 M標準氫氧化鈉溶液

用電子天平稱取大約（2.0±0.1）g的氫氧化鈉固體，放入500 ml燒杯中，加水溶解后，移入500 ml塑料瓶中，搖勻待標定。用萬分之一天平準確稱取（5.105 8±0.000 1）g的鄰苯二甲酸氫鉀，放入250 ml錐形瓶中，加入50 ml水，完全溶解后，定容搖勻。

（4）pH＝10.0的緩沖溶液

用萬分之一天平準確稱取（27.000 0±0.100 0）g NH4Cl，放入燒杯中，加入200 ml水，溶解，再加入氨水180 ml，移入500 ml容量瓶內，稀釋至刻度即可。

（5）甘油—檸檬酸三鈉混合液

用萬分之一天平準確稱取（50.000 0±0.100 0）g檸檬酸三鈉，放入燒杯中，加水溶解，再加入甘油500 ml，用水稀釋至1 000 ml，搖勻備用。

（6）酚酞指示劑

用電子天平稱取（0.10±0.01）g的酚酞于100 ml容量瓶中，加入60 ml乙醇，用水稀釋定容。

（7）甲基紅指示劑

用電子天平稱取（0.10±0.01）g的甲基紅溶于250 ml 容量瓶中，加入13.10 ml氫氧化鈉標準溶液（0.02 mol/L），用水稀釋定容。

1.2 檢測方法

1.2.1 鎳離子（Ni2+）含量的測定

測定方法為EDTA絡合滴定法，以紫脲酸胺為指示劑。用1 ml移液管吸取1.0 ml液置于250 ml三角瓶中，加水10.0 ml；再加pH＝10.0的緩沖溶液5.0 ml（此操作須在通風櫥內進行，防止氨水嗆傷），溶液呈天藍色；加入紫脲酸胺指示劑少許，將0.1 M EDTA標準溶液裝入25 ml酸式滴定管內，滴定到棕黃色變為紫色為終點。計算方法：

其中，M——EDTA標準溶液的摩爾濃度；

V1——消耗標準液毫升數；

V2——吸取的電鍍液毫升數；

58.70 ——Ni的摩爾質量。

1.2.2 氯離子（Cl-）含量的測定

測定方法用沉淀滴定法，以飽和鉻酸鉀溶液為指示劑。用1 ml移液管吸取電鍍液1.00 ml，置于250 ml三角瓶中，加水10 ml；加飽和鉻酸鉀溶液2～3滴，將0.1 M標準硝酸銀溶液裝入25 ml酸式滴定管中，滴定到生成白色沉淀略帶淡紅色為終點。計算方法：

其中，M——標準硝酸銀溶液的摩爾濃度；

V1——消耗標準溶液毫升數；

V2——吸取電鍍液毫升數；

35.5 ——Cl的摩爾質量。

1.2.3 硼酸（H3BO3）含量的測定

用1 ml移液管吸取電鍍液1.00 ml置于250 ml三角瓶中，加甘油混合液20 ml、水25 ml，再加2滴酚酞和2滴甲基紅指示劑；將0.1 M標準氫氧化鈉溶液放入25 ml堿式滴定管中，滴定到變為淡紅色為終點。計算方法：

其中，M——標準氫氧化鈉溶液摩爾濃度；

V1——消耗標準溶液毫升數；

V2——吸取電鍍液毫升數；

61.8 ——H3BO3的摩爾質量。

2 檢測數據分析

2.1 鎳離子濃度控制圖

圖1 鎳離子濃度控制圖

從鎳離子濃度控制圖（圖1）中可以看出鎳離子濃度隨時間的變化趨勢，及時發現異常情況。例如7月17日發現檢測數據超出控制下限，分析原因可能是由于6月19日以后每周持續往電鍍液中加水，導致鎳離子濃度過低，應立即通知生產部門停止加水。采取措施以后，7月31日起鎳離子濃度已有回升趨勢。

2.2 氯離子濃度控制圖

圖2 氯離子濃度控制圖

從氯離子濃度控制圖（圖2）中也可以看出7月17日的檢測數據超出控制下限，進一步加深了電鍍液中水量加多的證據。

2.3 硼酸濃度控制圖

圖3 硼酸濃度控制圖

從硼酸濃度控制圖（圖3）中可以看出，6月17日的硼酸濃度超出控制上限，分析原因是取樣前電鍍液中剛加完硼酸，電鍍槽中的溶液還未混合均勻。幾個小時后重新取樣檢測結果，恢復正常。

3 結論

本文介紹的電鍍鎳鍍液中鎳離子、氯離子和硼酸的檢測方法簡便、有效，把每次的檢測結果記錄到控制圖中，可以使抽象數據直觀化，使檢測數據一目了然，從而將各組數據所蘊藏的各種信息及時充分地展現出來，以便于研究人員及時掌控檢測過程中出現的異常情況，保證了電鍍鎳鍍液各化學成分監控的及時、準確。

[1]胡伯勝, 周紅, 喻盼春. Excel在EDTA標準滴定溶液標定中的應用[J]. 中國衛生產業, 2013(5): 107.

[2]杜靜, 王志婷, 陳泓文, 等. 滴定法測定水中總硬度不確定度評定[J]. 海峽預防醫學雜志, 2013, 19(2): 56-58.

[3]蔡偉元. EDTA標準滴定溶液濃度平均值不確定度的評定[J].內蒙古石油化工, 2015(10): 47-49.

[4]張靖佳. 四堿式硫酸鉛的制備及其性能[D]. 哈爾濱: 哈爾濱師范大學, 2013.

[5]李梅, 魏磊, 王亞平, 等. 三氟化氮生產中廢電解質鎳含量的快速測定[J]. 化學推進劑與高分子材料, 2015, 13(3): 92-94.

萬卓，女，2006年畢業于東北大學，碩士，工程師，國家一級注冊計量師。主要從事醫療儀器的檢定和校準工作。

E-mail: lucky2005sense@163.com

Determination Method of Nickel Ion, Chlorine Ion and Boric Acid in Nickel Electroplating Solution

WAN Zhuo
(Shenyang Metrology Testing Institution, Shenyang, Liaoning,110179, China)

The nickel ion, chlorine ion and boric acid are three important chemical components in nickel electroplating solution. Presented is the determination method of these three components. The changes of the detection results are monitored by control graphs. The results show that, such a determination method is simple and fast, and the control graph is helpful for discovery of the unusual situation in the determination procedure. Research work can be regarded as a reference for the routine monitor in nickel electroplating industries.

Nickel Electroplating; Nickel Iron; Chlorine Ion; Boric Acid

O657.31

B

2095-8412 (2016) 06-1094-03

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.06.009