鎳電解溶液中過氧化氫的測定

汪立燿，劉曉麗

（甘肅省金昌市金川集團股份有限公司檢測中心，甘肅 金昌 731700）

在濕法冶煉中，采用工業雙氧水是為了除去鎳電解溶液中的砷，當混合陽極液中砷含量大于0.50g/L時，向溶液中加入含量約25%的過氧化氫，將三價砷氧化為五價砷，在除鐵工藝中，使三價鐵和五價砷生成砷酸鐵沉淀除砷。工業雙氧水的加入量直接影響除砷的效果和電鎳的產品質量。如果工業雙氧水加入量太多，電鎳的物理外觀不合格，加入量較少則砷含量超標，導致電鎳品級率下降。為保證電鎳產品質量，為鎳廠除砷試驗提供可靠準確的數據，需建立鎳電解溶液中過氧化氫的分析方法。

1 實驗部分

1.1 試劑

（1）硫酸（ρ1.84g/mL）。

（2）硫酸（1+3）。

（3）硫酸（1+5）。

（4）硫酸錳（100g/L）。

（5）鎳（70g/L）：稱取硫酸鎳95g于500mL燒杯中，加水溶解，移入500mL容量瓶中，以水定容。

（6）銅標準溶液（1.0000g/L）。

（7）鈷標準溶液（1.000g/L）。

（8）鐵標準溶液（1.000g/L）。

（9）草酸鈉標準溶液（0.050 mol/L）：稱取6.700g的草酸鈉(在105-110℃烘干至恒量，保存于干燥器中，冷卻至室溫)，置于400mL燒杯中，加入200mL水，小心加入25mL硫酸(1)，加熱溶解，冷卻后移入1000mL容量瓶中，以水定容。

（10）高錳酸鉀貯存溶液：稱取32g高錳酸鉀于1000mL燒杯中，加入500mL水，蓋上表皿，加熱煮沸l0min，并于電熱板上保持2h，取下后放置5～6天，將溶液過濾于1000mL棕色容量瓶中，用煮沸冷卻的水定容。

（11）高錳酸鉀標準滴定溶液。

①配制：量取100mL高錳酸鉀貯存溶液(10)，置于1000mL容量瓶中，用煮沸并冷卻至室溫的水定容，高錳酸鉀標準滴定溶液的濃度約為0.02 mol/L。

②標定：移取10.00mL草酸鈉標準溶液(9)四份分別置于四個500mL三角燒杯中，加入l0mL硫酸(2)，用水稀釋至100mL，加熱至70～80℃，用高錳酸鉀標準滴定溶液①滴定至溶液出現粉紅色，lmin內不褪色為終點。平行標定四份所消耗高錳酸鉀標準滴定溶液體積的極差應不大于0.l0mL，取其平均值。

按式（1）計算高錳酸鉀標準滴定溶液的濃度：

式中：C（KMnO4）——高錳酸鉀標準滴定溶液之物質的量濃度，mol/L。

C（C2O42-）——草酸鈉標準溶液之物質的量濃度，mol/L。

V0——移取草酸鈉標準溶液的體積，mL。

V1——消耗高錳酸鉀標準滴定溶液體積的平均值，mL。

1.2 試驗方法

移取一定量的鎳電解液于500mL三角燒杯中，加入20mL硫酸（3），加入5滴硫酸錳（4），加水控制溶液的體積約為50mL，用高錳酸鉀標準溶液滴定至溶液顏色由無色變為粉紅色，lmin內不褪色為終點。

2 結果及討論

2.1 酸度的影響

高錳酸鉀與過氧化氫的反應可在硫酸介質中進行，該反應在常溫下即可順利進行。為了保證反應順利進行，需控制滴定的酸度。選取兩個濃度不同鎳電解溶液，加入不同體積的硫酸（3），加入5滴硫酸錳（4），加水控制溶液的體積約為50mL，用高錳酸鉀標準溶液滴定至溶液顏色由無色變為粉紅色，lmin內不褪色為終點。

由表1可以看出，酸度越大反應速度越快，綜合考慮分析結果和分析速度，選擇硫酸的加入量為20mL。

表1 酸度的影響

2.2 催化劑用量選擇

高錳酸鉀與過氧化氫的反應可在硫酸介質中進行，此反應在常溫下反應速度較慢，為加速反應的進行，需加入催化劑硫酸錳。選取兩個含量不同鎳電解溶液于500mL三角燒杯中，加入20mL硫酸（3），加入不同量硫酸錳（4），加水控制溶液的體積約為50mL，用高錳酸鉀標準溶液滴定至溶液顏色由無色變為粉紅色，lmin內不褪色為終點，未加入硫酸錳時，滴定一個樣品需10min，硫酸錳的用量在3~10滴時，滴定一個樣品只需3min，加入硫酸錳能夠加快分析速度，且對樣品的測定結果無影響，選擇硫酸錳加入量為5滴。

2.3 共存元素干擾試驗

在鎳電解溶液中，含有大量的鎳、鈉離子和氯離子，以及少量的銅、鐵、鈷、鉛、銻、砷等元素，各元素含量約為鎳70g/L，鈉離子40g/L，氯離子70g/L，銅、鐵、鈷1g/L，砷、銻、鉛0.05g/L，為保證分析結果準確性，對溶液中各元素進行了單干擾試驗。選取兩個含量不同鎳電解溶液于500mL三角燒杯中，按照試驗方案進行試驗。待測樣品中銅、鐵、鈷的含量小于10mg、氯離子小于900mg、鈉離子量小于500mg、砷、銻、鉛小于1mg、鎳量小于840mg時，對過氧化氫的測定無影響。但隨著鎳量的增加，鎳離子的綠色和高錳酸鉀標準溶液的紫色混合，終點顏色為灰色，不易判斷，當樣品的終點滴定至粉色時，結果偏高，該方法只適合過氧化氫的含量大于0.50 g/L，鎳量小于800mg樣品的分析。

3 試樣分析

3.1 精密度試驗

選取不同含量的鎳電解溶液，對樣品中的過氧化氫測定11次，數據見表2。

表2 精密度試驗

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，樣品的RSD在0.15%~1.50%之間，滿足分析要求。

3.2 準確度試驗

對于雙氧水的測定，無法采用加標回收試驗來驗證方法的準確性，因此，本方法采用對同一樣品取樣量不同來驗證方法的準確度，數據見表3。

表3 不同分取量的影響

由表3的數據可以看出，不同的取樣量，樣品的結果一致，該方法準確可靠。

4 結論

試驗可見，氧化還原滴定法測定電鎳溶液中的過氧化氫，溶液中的鎳、銅、鐵、鈷、鈉、銻、砷、鉛、氯離子等元素不干擾待測元素過氧化氫，方法的精密度和準確度滿足分析要求，方法操作簡便、快速，能夠滿足生產車間的需求。