抛光槽硝酸和铝离子浓度的测定

抛光槽硝酸和铝离子浓度测定
在抛光过程中，磷酸被不断消耗。

控制磷酸浓度最方便的方法是记录原槽液高度，经常补充磷酸，使槽液达到原来的水平。

根据经验，每添加10L 85%的磷酸应同时加入0.75L硝酸（1420kg/m3）。

硝酸浓度应保持在3.5-6.5体积％范围内，工件才能获得光亮的表面，而又不产生点腐蚀。

槽液密度须保持在1670kg/m3，因此，应随时补充蒸发的水分。

铝含量较高的旧槽液的密度可高达1750kg/m3。

一、硝酸含量
（一）、试剂制备
全部试剂都应是分析级的。

用的磷酸密度为1750kg/m3。

1、硫酸铁溶液制备
小心地向约700mL蒸馏水中加50mL浓硫酸。

冷却后，添加约250gFeSQ • 7出0,搅拌到完全溶解。

加入蒸馏水到1L，充分混匀，倒入干净，干燥且能严密密封的瓶内。

每月标定一次。

2、标准磷酸-硝酸溶液制备
由滴定管或安全吸管向500mL容量的烧瓶内加25mL 60%的硝酸，加入磷酸到500mL为止。

轻轻摇动，精心混匀，贮于阴凉处。

有效期为90d。

（二）、分析步骤
硝酸含量分析步骤如下：
（1）精确地量出5.0mL标准磷酸•硝硫溶液，倒入干燥的250mL的杯内，并加入100mL磷酸，轻轻摇动，加热到40-45C,
（2）用硫酸铁溶液滴定，直到溶液呈稳定的黄褐色，
⑶在接近滴定终止时，溶液中会产生大量的微细气泡，以略带红色的褐色烟逸出。

当无烟逸出
时，滴定终止。

令A（mL）为所用的硫酸铁。

取5.0mL槽液，置于干净、干燥的250mL的杯内，按上述程序用硫酸铁滴定。

设所用硫酸铁为
B（mL）。

（三）、计算：槽液中浓度为60体积％的硝酸含量（体积％）= 5B/A
二、铝含量
取一份槽液，加入缓冲液，再添加过量的EDTA（乙二胺四醋酸二钠），使其产生AI-EDTA络合物。

未络合的过量EDTA，可用硫酸铜溶液滴定。

然后加入足量的氟化钠，使Al-EDTA络合物分解，再用标准硫酸铜溶液滴定分解的EDTA，该滴定就是测定铝的浓度.
（一）、标准溶液制备
所用的全部试剂都应是分析试剂级的。

1、0.1mol/L硫酸铜溶液制备
称取24.97gCuSO.5H2O，溶于蒸馏水，再加1-2滴浓硫酸，然后倒入1L的容量瓶内，加蒸馏水至1L标度处，充分混匀即得0.1mol/L硫酸铜溶液。

2. 0.1 mol/LEDTA 溶液制备
称取37.2g有2个结晶水的乙二胺四醋酸二钠盐，溶于蒸馏水，然后倒入1L的容量瓶内，用蒸馏水稀释到IL,充分混匀即得O.lmol/LEDTA溶液。

3、吡啶基-偶氨酚(PAN)指示液(0.1标准量量/体积)
称取IgPAN,溶于100mL工业甲醇变性酒精中，即得a-吡啶基-偶氨苯酚指示液。

4、缓冲溶液
将500g醋酸铵溶于蒸馏水中，加20mL冰醋酸，以蒸馏水稀释到1L即得缓冲溶液。

(二) ，分析步骤
铝含量测定分析步骤如下：
(1) 用吸管吸取5.0mL槽液，置于100mL标准烧杯内，使滴管内溶液完全流尽，
(2) 用蒸馏水稀释至近100mL，充分混匀，冷却，加蒸馏水至100mL，重新混匀，
(3) 用滴管吸取上述溶液10mL，滴入600mL烧杯内，稀释到350-400mL;
(4) 加2mL缓冲液与25mL0.1mol/L的EDTA溶液。

温热后加入1.0mLPAN指示剂，
(5) 加热至沸腾，再冷却至60C，用标准0.1mol/L的硫酸铜溶液滴定。

溶液由绿色变到浅红色色时，滴定终止。

⑹加1-2g氟化钠，使Al-EDTA络合物分解，再加热至沸点，然后冷却到60C，用0.1mol/L硫酸铜溶液滴定游离的EDTA，至浅红色为终止。

设所用的0.1mol/L硫酸铜溶液为Z(mL)。

(三) 、计算：槽液中铝含量 =5.4Z(g/L)
首先抛光槽液里面含有磷酸、硫酸、硝酸，以及铝离子、铜离子和表面活性剂、
絮凝剂、去垢剂等物质；在这里主要测定槽液里面铝离子含量如方法所示，通过加过量的EDTA(乙二胺四醋酸二钠)，使其产生Al-EDTA络合物。

未络合的过量EDTA，可用硫酸铜溶液滴定。

然后加入足量的氟化钠，使Al-EDTA络合物分解，再用标准
硫酸铜溶液滴定分解的EDTA。

即是一个反滴定的化学分析实验。

疑问：槽液中铝离子含量的计算公式Al=5.4Z 是怎么来的？(我的个人分析) 按照物质的量守恒，计算公式应是Al=3.6Z，然实验证明我的理解是错误的，虽然对公式
Al=5.4Z有疑问，但公式应该有它的准确性。

通过一些资料的显示：一、螯合反应时，EDTA、铜、铝之间的量比对终点颜色影响实践证明，EDTA与铜离子、铝离子之间的摩尔比为1:030.7时，终点颜色为亮紫色(这里用的也是反滴定，指示剂是用二甲酚橙，所以为亮紫色) ，颜色敏锐，服
从n EDTA= nCu + nAI
二、我希望从螯合剂的结构原理，是怎样与金属离子络合？找到答案。

因为EDTA属于六齿配位体螯合剂，而AI-EDTA属于SPtf外轨型配合物，是活性配合物, Al3+属d°型离子，其形成AlY-八面体配合物时，Al3+仍有d空轨道，有利于接受第七
个配体的电子对形成配位数为七的中间化合物，有利于按交换机理进行
三、0.2 % PAN指示剂溶液：将0.2克PAN （1-（2-吡啶偶氮）-2-萘酚）溶于100毫升乙醇中，当然，最好用无水乙醇，因为PAN （1-（2-吡啶偶氮）-2-萘酚）难溶于水，易溶于乙醇，不过不是无水乙醇也没关系，因为指示剂最终是要滴加到水溶液中去的，但乙醇浓度不可太低，太低了PAN的溶解效果会变差，可以考虑用95%的乙醇溶液。

所以由图4 分光光度法测定着色液中液中锡盐
4 . 1试剂
酒石酸溶液：50g/L
抗坏血酸溶液：20g/L
聚乙烯醇溶液：2。

5g/L
苯基荧火酮溶液：0。

3g/L
分析仪器：上海分析仪器厂生产的722数显分光光度仪，精确度0 . 0001的阻尼分析天平。

4 . 2分析步骤
取着色槽液10ml于50ml容量瓶中，加入2ml酒石酸溶液、2ml抗坏血酸溶液、2ml聚乙烯醇溶液，再加入去离子水10ml，摇匀，加入2。

5ml苯基荧炎酮溶液，以水定容至50ml，放置30min后在722分光光度仪上，于波长510mm 处，灵敏度“3”用2cm吸收池以试剂空白溶液为参比，测量吸光度。

在工作曲线上查出相应的SN含量，再乘以换算系数1 . 8得出SNSO4盐含量。

试剂空白溶液配制：除了不加着色槽液试样，其他操作规程及加药量均按上述步骤进行；目的是为了去
除离子水及药剂中SN?含量。

SN工作曲线的绘制；移到0、2、5、10、15、20?gSn标准溶液，分别置于一组50ml容量瓶中，然
后依次补加1.9、1。

6、1。

4、1。

1、0。

5mlH2SO4 （4mol/L ）溶液，加入2ml洒石酸溶液、2ml抗坏血
酸溶液，2ml聚乙烯醇溶液，再加入去离子水10ml、摇匀，加入2。

5ml苯基荧火酮溶液，以水定容至50ml、混匀，放置30min后，在722分光光度仪上于波长510min 处，灵敏度“3”用2cm吸收池以试剂空白溶液为参比，测量听光度绘制SN工作曲线。

5 结束语
不管是常规滴定法或分光光度法都要求分析人员操作规范、细心，分析仪器稳定，使用前要预热。

遵循
化全物的反应及分析原理，也可通过操作实践，寻求出更快捷、更合理的分析方法
铝型材着色工艺已成熟，国内铝型材生产企业的着色液多半采用硫酸镍、硫酸亚锡双盐通过电解着色，生成
真黑”、古铜”、仿不锈钢”色系，改变铝型材单一的银白色，增加其装饰性。

但为了确保优良的产品质量，必
须对着色液进行严格控制，使槽液成分在工艺要求范围内，所以各企业都对槽液跟踪分析，保持着色液中镍、锡
盐的含量在一定范围内。

采用常规滴定法分析，其操作步骤相对简单，但由于要通过指示剂滴定达到某一色点，读数通过滴定度换算得结果，该方法人为因素影响很大。

笔者经过反复研究分析和方法论证，确认可以采用分光光度法测定着色液中镍、锡盐的含量。

现将两种分析方法介绍于后。

1滴定法测定着色液中镍盐
1 . 1试剂
EDTA （乙二胺四乙酸二钠标准溶液）：0.05mol/L
酒石酸溶液：30%
氟化钾溶液：20%
过氧化氢：30%
氨水：1 + 1
紫尿酸铵指示剂：0.5%
氨-氯化铵缓冲溶液：称取54g氯化铵加400ml浓氨水稀释至1000ml, （PH~10 ）。

1 . 2试验步骤
取20ml着色槽液于250ml锥形瓶中，加去离子水80ml、酒石酸溶液5ml、氟化钾溶液2ml、30% 过氧化氢5ml，加热煮沸，冷却；用氨水调溶液PH值至8~9 ;加入氨氯化铵缓冲溶液10ml，紫尿酸铵指示剂3~5滴，慢慢摇匀，用乙二胺四乙酸二钠标准溶液滴定槽液呈紫红色，读取消耗EDTA滴定溶液的体积毫升数V。

硫酸镍质量浓度：
(NISO4?6H2O ) =VX131 。

42 (g/L )
式中：V-消耗EDTA滴定溶液的体积，ML
131 . 42 —换算系数。

2滴定法测定着色液中锡盐
2 . 1试剂
碘标准溶液：0 . 1mol/L
淀粉指示剂：1%
酒石酸溶液：30%
2 . 2试验步骤
取着色槽液10ml于锥形差中，加入洒石酸溶液10ml，再加入去离子水50ml，淀粉指示3ml ;边摇
匀边用滴定管滴加碘标准溶液至色槽液呈浅蓝色；读取消耗滴定碘标准溶液的体积毫升数V。

硫酸亚锡含量：
(SnSO2 ) =VX10.74 (g/L )式中：V—消耗碘标准溶液的体积毫升数
10 . 74 —换算系数
3分光光度法测定着色液中镍盐
3 . 1试剂
盐酸(HCL )： 1 + 1
硝酸(HNO3 )： 1 + 1
酒石酸钾钠溶液：300g/L
氢氧化钠溶液：200g/L
硫酸铵溶液：100g/L
丁二肟溶液：10g/L
EDTA (乙二胺四已酸二钠溶液)：50g/L
分析仪器：上海分析仪器厂生产的722数显分光光度仪，精确度0。

0001的阻尼分析天平。

3 . 2分析步骤
取20ml着色槽液于200ml烧杯中，加入2mlHCL (1 + 1 )及HNO3 (1 + 1 ) 2ml摇匀，加热至槽
液沉淀物完全溶解，微沸，除去氮的氧化物，冷却，过滤于100ml容量瓶中，用去离子水定容至刻度，从中分
取10ml试液于50ml容量瓶中，加入5ml酒石酸钾钠溶液及2ml氢氧化钠溶液，加入去离子水20ml、摇匀, 再用5ml移液管分取2ml硫酸铵溶液、2ml 丁二肟溶液、2mlEDTA 溶液，以水定容，摇匀，20min后，在
工作曲线上查出相应的NI含量，再乘以换算系数2。

7得出NISO4盐含量。

试剂空白溶液配制：除了不加着色槽液试样，其他操作规程及加药量均按上述步骤进行；目的是为了去
除离子水及药剂中NI?含量。

NI工作曲线的绘制：移到0、5、10、15、20、25、30、35、40mg Ni标准溶液，分别置于一组50ml
容量瓶中，加入5ml洒石酸钾钠溶液及2ml氢氧化钠溶液，加入去离子水20ml、摇匀，再用5ml移液管分取
2ml，硫酸铵溶液2ml 丁二肟溶液，2mlEDTA 溶液，以水定容，摇匀，20min后，在722分光光度仪上于波长530mm 处，灵敏度“3”当，用2cm吸收池以不加NI标准溶液试剂空白溶液为参比测量吸光度，绘制NI工作曲线。

如果操作环境改变或药剂使用完重配时可重新绘制工作曲线，分析技术员尽量自己绘制自己用的工作曲
线，这样可以减少分析技术员之间的操作误差。

1范围
本方法适用于工业硫酸钴中钴含量的测定。

本方法适用于工业硫酸钴中质量分数为65%〜75%的钴含量的测定。

2原理
在含有酒石酸的稀乙酸溶液中，。

02+被NO「氧化成Co3+，并形成不溶于乙酸的K3 C O(NQ)6沉淀。

过滤，烘干，称量。

3试剂
3.1盐酸，p约1.19 g/mL，分析纯
3.2硝酸，p约1.42 g/mL，分析纯
3.3硫酸，p约1.84 g/mL，分析纯
3.4酒石酸，分析纯
3.5氢氧化钾，100g/L，优级纯
3.6亚硝酸钾，500g/L，分析纯
3.7冰乙酸，分析纯
3.8亚硝酸钾洗液
称30g亚硝酸钾溶于水中，加8mL冰乙酸，用水稀释至lOOOmL,混匀。

3.9乙醇，分析纯。

3.10丙酮，分析纯。

4操作步骤
4.1试料量
称取两份约0.500g试样，精确至O.OOOIg。

4.2空白试验
随同试样做空白试验。

4.3试样处理
将试料置于400mL烧杯中，加水20mL，摇动使试料溶解完全，低温加热浓缩至体积约3mL，加入5mL硫酸, 加热至冒尽硫酸白烟取下，冷却，用少量水淋洗表面皿及杯壁，加60mL水溶盐，加热至煮沸，取下，冷
却。

4.4沉淀分离
加入约2g酒石酸，搅匀。

用氢氧化钾溶液（100g/L ）中和至生成少量氢氧化物沉淀，并用冰乙酸中和至
氢氧化物沉淀恰好溶解并过量8mL加热近沸，取下，在不断搅拌下慢慢加入70mL亚硝酸钾溶液（500g/L），
充分搅拌后，在水浴上保温0.5h，取下，冷却，放置4h以上。

用已称至恒量的玻璃砂板漏洞，减压，过滤。

用硝酸钾洗涤液，洗涤5次，用乙醇洗涤15次，最后用丙酮洗涤1次。

4.5测量
将坩埚连同沉淀移入预先升至150C烘箱中烘1.5h，取出，置于干燥器中冷却至室温后，称量，再烘干, 称量，直至恒量。

5结果计算
按下式计算钴的含量，以质量分数表示：
式中：W Co—钴的质量分数，%
m n测得亚硝酸钴钾的质量，g；
m—空白值的质量，g;
m—试料量，g。

6允许差
实验室之间分析结果的差值应不大于表1所列允许差•
表1 %。