碱性锌镍合金镀液中锌_镍的快速测定
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材料的制造及应用; 与摩擦学和密封 技术相关 的测试仪器 及试验设备。另外, 还报 道相 关领域 的专 题综述 , 技 术讲 座, 国内外发展动态及市场最新信 息。
!润滑与密封∀ 是万方数据网和中国 期刊光盘版 期刊, 也是中国科技论文统计用刊, 被美国工 程信息 公司( Ei) 定
为 Ei Page One 数 据库 收录 期 刊。也是! 美 国工 程索 引∀ 、 ! 中国学术期刊文摘∀ 摘录用 期刊 以及美 国化 学文 摘的源 刊。单月 15 日出版, 国 内外公 开 发行, 邮 发代 号 46- 57, 每册定价 8. 00 元, 96 页, 全年 48. 00 元, 全国各地邮局均可 订阅, 也可随时向编辑部订阅。
图 2 工作曲线图 由图 2 可知, 5 个点基本在一条 直线上, 5. 00 mL 点 偏离较大 的 原 因 是 含 量 较 低 时, 由 仪 器 所 造 成 的 误 差, 而 含 量 在 3 10- 3 mol/ L以上时, 测定结果较为准确。 ( 4) 镀 液中 锌 镍含 量 准确 量取 2. 00 mL 镀 液, 加 入 10~ 20 mL蒸馏水 , 加入 3 滴二甲酚橙指示 剂, 溶 液为紫 色, 用 2 mol/ L 的盐酸调至弱酸性, 当其颜 色变为橙 黄色时, 加 入 20% 的六次甲 基四胺 2 mL, 使之变为紫色, 再用浓度为 C1 的 EDTA 标准溶液滴 定至橙黄色, 继续加 入 5~ 6 mL EDTA 标准 溶液, EDTA 的 总体积 为 V1, 加入 20%的六次甲基四胺 2 mL, 用 浓度为 C2 的 锌标准溶 液反滴过量的 EDTA , 当溶液出现红色时为终点, 去锌离子标准溶 液体积为 V2, 锌镍离子总浓度 CT 的计算公式如下:
第 36 卷 第 12 期 2003 年 12 月
材料保护 MATERIALS PROTECTION
碱性锌镍合金镀液中锌, 镍的快速测定
Vol. 36 No. 12 Dec. 2003
张丕俭, 李 红, 冯学珠 ( 烟台师范学院化学与材料科学学院, 山东 烟台 264025)
[ 摘 要] 选择高灵敏度显色条件, 用分光光度法测定镍含量, 以配 合反滴法测定锌镍总含量, 其误差在 2%以下。
数为 4 mL/ L, 改变氢 氧化 钠、三乙 醇胺 和柠 檬酸 钠的 含量, 测 定
锌镍含量结果见下表。
源自文库
表 测定方法的准确度
氢氧化钠
编号 /(g
L - 1)
三乙醇胺 柠檬酸钠 / (mL L - 1) / ( g L- 1)
Ni2+ 测定 / (g L- 1)
Zn2+ 测定 / ( g L- 1)
处测定吸光度, 从工作曲线中 找出相 应的浓 度 C, 计算 镀液中 镍
离子浓度 CNi2+ 和锌离子浓度 C Zn2+ 的公式如下:
C Ni2+ =
C 10
1 000
C Zn2+ = CT - CN i2+
( 5) 测定的准确度 配制已 知浓度的电 镀液, 固定镍离子 质
量分数为 2. 314 g/ L, 锌离子质量分 数为 8. 046 g/ L, 添加剂体积分
!材料工程∀ 涉及航空航天及各种 军民用材料 领域, 专 业包括: 金属材 料( 含金属间化合物) , 非金属材料, 复合 材 料( 聚 合物基, 金属基, 陶瓷基) , 陶瓷材料, 功能材 料, 工 艺 ( 铸造 , 热变形, 焊接, 粉末冶金, 热处理, 表面处理, 非金 属 成型等) , 理化测 试, 性能表 征, 无损 检测, 失效 分析, 材 料 标准化等。
1 测试结果分析
( 1) 仪 器 及 试 剂 721 型 分 光 光 度 计, 锌 标 准 溶 液 0. 024 54 mol/ L, EDTA 标准 溶液 0. 019 71 mol/ L, 硫 酸镍, 三乙 醇 胺, 柠檬酸钠, 六次甲基 四胺, 氢氧化 钠, 氧化锌, 盐 酸, 以上试 剂 均为分析纯, 添加剂自制。
[ 关键 词] 电镀; 锌镍合金; 分光光度法; 配合滴定
[ 中图 分类号] TQ153
[ 文献标识码] B
[ 文章编号] 1001- 1560( 2003) 12- 0045- 02
0引言
锌镍合金镀层以其 优良的 性能被 广泛地 应用于 汽车、船舶、 航空、化工机械及家用电器等行业。其镀层性能主要取决于 镀层 中镍 的含 量及晶 相结 构, 影响镀 层镍 含量的 主要 因素 是镀液 成 分。为了确保镀层质量稳定, 镀液中各种成分必需保持合理 的比 例, 因此在生产中, 必须 对镀液成 分进行 跟踪检 测。本 测定主 要 是碱性锌镍合金镀液 中锌镍含 量的测 定。在较高 灵敏 度的显 色 条件下, 用分光 光度法测定镍 离子的 含量, 用配合 反滴 法测定 锌 镍总量, 结果准确。
本刊是美国工程索引( EI) 和金属文摘( MA) 收录期刊, 据 1998 年 统计, 在 EI 收录中国科学技术论文数较多的 100 种期刊中排名第四( 167 篇) 。是中国 科技论文统计分析 用 刊, 同时入选! 中文 核心期 刊要 目总览∀、中 国科学 引文 数 据库、中国学术期刊综合评价数据库、中 国学术期 刊( 光 盘 版) 及 万方数据网和中国期刊网。在国内外 材料科技期 刊 中有一定的地位和影响。
采用滴定测定, 主要影响因素 也有两方面: 一是溶液 的颜色, 如果用 EDTA 标准溶液 直接 滴定, 溶液 从紫 色变为 橙黄 色, 由于 镍离子对二甲酚橙的封闭 作用, 颜色变 化十分 缓慢, 终点 很难确 定, 因此选择反 滴法, 使 终点 的颜 色由 橙黄 色变 为红 色, 便 于观 察; 二是溶液的 pH 值, 二 甲酚橙 作指示 剂最 佳的 pH 范围为 4~ 6, 由于在滴定过程中生成氢离了, 使溶液的 pH 值变化较大, 造成 终点观察困难, 因此选 用六次 甲基四胺 作缓冲 剂, 确保滴 定过程 中 pH 值在 4~ 6 之间。
[ 责任编辑: 王 宇]
欢迎订阅 2004 年度!材料工程∀
!材料工程∀ 创刊 于 1956 年, 现由 北京 航空 材料 研 究 院主办, 国内外公开发行。
本刊 主要刊 登有关 材料科 学与工程 方面的 学术论 文 及研究 报告, 同时刊 登综合 性评述, 报 道新材 料、新 工艺、 新产品信息, 及 时准确反映我国材料领域最 新成就和最 新 进展。
由表可知, 测定结果与实 际含量 相差不 大, 误差 最大的 4 号 试样相差 1. 6%, 另外, 主要误差 来源于分 光光度 法的测 定, 滴 定 误差较小。
( 6) 影响因 素 用 分 光光 度法 测 定, 主要 影 响因 素有 两 方
面: 一是被测溶液中镍离子含 量不能 太低, 一般在 3 10- 3 mol/ L 以上; 二是待测溶液的 成分比 例要有一 定的范 围, 本测试 的显色 条件是根据多元显色原 理来选择 的[ 2] , 从表中 数据可 以看 出, 在 改变浓度时, 配位能力 强的影 响较大, 因此 在测定 不同电 镀液其 成分比例相差较大时, 应作相应调 节, 否则误差更大, 所以采用较 高浓度的配体, 以减少不同镀液的 差别。
!润滑与密封∀ 的 发行 量大, 是摩 擦学 科研工 作者、设
备维修的保养人员、管理人员、企业管理 干部、经营销售人
员、大专院校师生的得力助手。欢迎广大读 者订阅、投稿。
地 址: 广州黄埔茅岗路 828 号! 润滑与密封∀编辑部 邮 编: 510700 电 话: 020- 32389600, 32389823- 3451
2小 结
根据多元显色原理, 选择高灵 敏度显 色条 件, 可 大幅 度提高 测定准确度。本测定方法准确度高, 操作简 单。
[ 参 考文献]
[ 1 ] 戴安邦. 配位化学[ M ] . 北京: 科学出版社, 1987. [ 2 ] 华中师范大学编. 分析化学[ M] . 北京: 高等教育出版社, 1986.
( 2) 最大吸收波 长 碱性锌 镍合 金镀液 中含 有大 量的氢 氧 化钠、有机酸和 有机胺类等, 锌离 子与其 形成的配 合物 在可见 光 区基本无明显吸收, 而镍离子所形成的配合物一般在可见光 区都 有不同程度的吸收, 通常可选 择某一 吸收波 长, 用 分光 光度法 测 定其含量。通过测试发现, 镍 的单一显 色剂灵 敏度 往往较 低, 如 在单一的有机酸或有 机胺中, 镍离 子摩尔 浓度在 0. 01 mol/ L 时, 吸光度不超过 0. 1, 测定误 差较大。针 对一般 碱性锌 镍合金镀 液 中的某些成分, 选择混合配体, 使配合物最大吸收波长 发生移动, 吸光灵敏度比一 般显 色剂提 高 3~ 4 倍。 当 NiSO4 6H2O 质量 分 数为 2. 095 2 g/ L 时, 对三乙醇胺溶液、柠檬酸钠溶 液和强碱 性混 合溶液的吸光度进行测定, 以空白液作参比, 360~ 460 nm 的 吸收 曲线见图 1。由图 1 可知, 三乙 醇胺和 柠檬酸 根的镍 配合物在 可 见光区的最大吸收峰很接 近, 在 375~ 380 nm 处, 吸光度 很弱, 混 合溶液的最大吸收峰 在 395 nm 附近, 吸光度很强, 这是几种 配体 共同作用的结果, 改变单一配 体形成 配合物 的对称 性, 使最大 吸 收峰长移, 使消 光系 数增大[ 1] , 因 此, 本方法 选 395 nm 为 测定 波 长。
Ni2+ 误差 /%
Zn2+ 误差 /%
1 120
50
25 2. 351 8. 038 0. 43 - 0. 10
2 100
50
25 2. 312 8. 081 - 1. 20 0. 43
3 120
60
25 2. 368 8. 012 1. 20 - 0. 42
4 120
50
30 2. 303 8. 089 - 1. 60 0. 53
( 3) 工作曲线 准确称取 2. 002 8 g 氧化锌, 用少量水调成糊 状, 加 入 24 g 氢氧化钠, 加水搅拌溶解, 加入 10 mL 三乙醇 胺搅拌
[ 收稿日期] 2003- 07- 06
图 1 三乙醇胺、柠檬酸钠、强碱性混合溶液吸收波长图 溶解。再准确称取 2. 095 2 g 六水硫酸镍和 5 g 柠 檬酸钠, 加水溶 解后, 在搅拌 状 况 下与 前 面 溶 液混 合, 加入 0. 8 mL 添加 剂, 用 200 mL容量 瓶 定容。 分别 准确 量 取 25. 00, 20. 00, 15. 00, 10. 00, 5. 00 mL该溶液, 移入 5 只 100 mL 容量瓶中稀释至刻度, 以空白液 作参比, 在 395 nm 处测定吸光度, 工作曲线见图 2。
!润滑与密封∀ 杂志由中国科协主管, 中国 机械工程学 会、广州机械科学研究院( 原广州机床研究 所) 联合主办的
摩擦学分会会刊, 创刊于 1973 年, 是中文核心科技期刊。 !润滑与密封∀ 主要介绍摩擦、磨损、润滑、密封的基础
理论研究 、试验 成果 及应用 情况。内 容主 要包括 : 机 械设 备用的润滑油、添加剂、润滑系统及润滑 方法; 机械加工用 的润滑剂及冷却液; 动、静密封结构的设 计, 密 封件及密封
43
碱 性 锌 镍 合 金 镀 液 中 锌 、镍 的 快 速 测 定
CT =
V 1C1 - V2 C2 2
准确量取镀 液 10. 00 mL, 移至 100 mL 容量 瓶中, 加入 5% 的
柠檬酸钠溶液 12 mL, 10%的三乙 醇胺溶 液 10 mL, 20% 的氢氧 化
钠溶液 10 mL, 加蒸馏水稀 释至刻度, 以空白 液作参 比, 在 395 nm
本刊为月刊, 大 16 开, 精美印刷, 全年定价 72 元。 地址: 北京 81 信箱 62 分箱 邮编: 100095 电话: 010- 62456622- 5227 E mail: changqing. sun@ biam. ac. cn
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图 2 工作曲线图 由图 2 可知, 5 个点基本在一条 直线上, 5. 00 mL 点 偏离较大 的 原 因 是 含 量 较 低 时, 由 仪 器 所 造 成 的 误 差, 而 含 量 在 3 10- 3 mol/ L以上时, 测定结果较为准确。 ( 4) 镀 液中 锌 镍含 量 准确 量取 2. 00 mL 镀 液, 加 入 10~ 20 mL蒸馏水 , 加入 3 滴二甲酚橙指示 剂, 溶 液为紫 色, 用 2 mol/ L 的盐酸调至弱酸性, 当其颜 色变为橙 黄色时, 加 入 20% 的六次甲 基四胺 2 mL, 使之变为紫色, 再用浓度为 C1 的 EDTA 标准溶液滴 定至橙黄色, 继续加 入 5~ 6 mL EDTA 标准 溶液, EDTA 的 总体积 为 V1, 加入 20%的六次甲基四胺 2 mL, 用 浓度为 C2 的 锌标准溶 液反滴过量的 EDTA , 当溶液出现红色时为终点, 去锌离子标准溶 液体积为 V2, 锌镍离子总浓度 CT 的计算公式如下:
第 36 卷 第 12 期 2003 年 12 月
材料保护 MATERIALS PROTECTION
碱性锌镍合金镀液中锌, 镍的快速测定
Vol. 36 No. 12 Dec. 2003
张丕俭, 李 红, 冯学珠 ( 烟台师范学院化学与材料科学学院, 山东 烟台 264025)
[ 摘 要] 选择高灵敏度显色条件, 用分光光度法测定镍含量, 以配 合反滴法测定锌镍总含量, 其误差在 2%以下。
数为 4 mL/ L, 改变氢 氧化 钠、三乙 醇胺 和柠 檬酸 钠的 含量, 测 定
锌镍含量结果见下表。
源自文库
表 测定方法的准确度
氢氧化钠
编号 /(g
L - 1)
三乙醇胺 柠檬酸钠 / (mL L - 1) / ( g L- 1)
Ni2+ 测定 / (g L- 1)
Zn2+ 测定 / ( g L- 1)
处测定吸光度, 从工作曲线中 找出相 应的浓 度 C, 计算 镀液中 镍
离子浓度 CNi2+ 和锌离子浓度 C Zn2+ 的公式如下:
C Ni2+ =
C 10
1 000
C Zn2+ = CT - CN i2+
( 5) 测定的准确度 配制已 知浓度的电 镀液, 固定镍离子 质
量分数为 2. 314 g/ L, 锌离子质量分 数为 8. 046 g/ L, 添加剂体积分
!材料工程∀ 涉及航空航天及各种 军民用材料 领域, 专 业包括: 金属材 料( 含金属间化合物) , 非金属材料, 复合 材 料( 聚 合物基, 金属基, 陶瓷基) , 陶瓷材料, 功能材 料, 工 艺 ( 铸造 , 热变形, 焊接, 粉末冶金, 热处理, 表面处理, 非金 属 成型等) , 理化测 试, 性能表 征, 无损 检测, 失效 分析, 材 料 标准化等。
1 测试结果分析
( 1) 仪 器 及 试 剂 721 型 分 光 光 度 计, 锌 标 准 溶 液 0. 024 54 mol/ L, EDTA 标准 溶液 0. 019 71 mol/ L, 硫 酸镍, 三乙 醇 胺, 柠檬酸钠, 六次甲基 四胺, 氢氧化 钠, 氧化锌, 盐 酸, 以上试 剂 均为分析纯, 添加剂自制。
[ 关键 词] 电镀; 锌镍合金; 分光光度法; 配合滴定
[ 中图 分类号] TQ153
[ 文献标识码] B
[ 文章编号] 1001- 1560( 2003) 12- 0045- 02
0引言
锌镍合金镀层以其 优良的 性能被 广泛地 应用于 汽车、船舶、 航空、化工机械及家用电器等行业。其镀层性能主要取决于 镀层 中镍 的含 量及晶 相结 构, 影响镀 层镍 含量的 主要 因素 是镀液 成 分。为了确保镀层质量稳定, 镀液中各种成分必需保持合理 的比 例, 因此在生产中, 必须 对镀液成 分进行 跟踪检 测。本 测定主 要 是碱性锌镍合金镀液 中锌镍含 量的测 定。在较高 灵敏 度的显 色 条件下, 用分光 光度法测定镍 离子的 含量, 用配合 反滴 法测定 锌 镍总量, 结果准确。
本刊是美国工程索引( EI) 和金属文摘( MA) 收录期刊, 据 1998 年 统计, 在 EI 收录中国科学技术论文数较多的 100 种期刊中排名第四( 167 篇) 。是中国 科技论文统计分析 用 刊, 同时入选! 中文 核心期 刊要 目总览∀、中 国科学 引文 数 据库、中国学术期刊综合评价数据库、中 国学术期 刊( 光 盘 版) 及 万方数据网和中国期刊网。在国内外 材料科技期 刊 中有一定的地位和影响。
采用滴定测定, 主要影响因素 也有两方面: 一是溶液 的颜色, 如果用 EDTA 标准溶液 直接 滴定, 溶液 从紫 色变为 橙黄 色, 由于 镍离子对二甲酚橙的封闭 作用, 颜色变 化十分 缓慢, 终点 很难确 定, 因此选择反 滴法, 使 终点 的颜 色由 橙黄 色变 为红 色, 便 于观 察; 二是溶液的 pH 值, 二 甲酚橙 作指示 剂最 佳的 pH 范围为 4~ 6, 由于在滴定过程中生成氢离了, 使溶液的 pH 值变化较大, 造成 终点观察困难, 因此选 用六次 甲基四胺 作缓冲 剂, 确保滴 定过程 中 pH 值在 4~ 6 之间。
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由表可知, 测定结果与实 际含量 相差不 大, 误差 最大的 4 号 试样相差 1. 6%, 另外, 主要误差 来源于分 光光度 法的测 定, 滴 定 误差较小。
( 6) 影响因 素 用 分 光光 度法 测 定, 主要 影 响因 素有 两 方
面: 一是被测溶液中镍离子含 量不能 太低, 一般在 3 10- 3 mol/ L 以上; 二是待测溶液的 成分比 例要有一 定的范 围, 本测试 的显色 条件是根据多元显色原 理来选择 的[ 2] , 从表中 数据可 以看 出, 在 改变浓度时, 配位能力 强的影 响较大, 因此 在测定 不同电 镀液其 成分比例相差较大时, 应作相应调 节, 否则误差更大, 所以采用较 高浓度的配体, 以减少不同镀液的 差别。
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2小 结
根据多元显色原理, 选择高灵 敏度显 色条 件, 可 大幅 度提高 测定准确度。本测定方法准确度高, 操作简 单。
[ 参 考文献]
[ 1 ] 戴安邦. 配位化学[ M ] . 北京: 科学出版社, 1987. [ 2 ] 华中师范大学编. 分析化学[ M] . 北京: 高等教育出版社, 1986.
( 2) 最大吸收波 长 碱性锌 镍合 金镀液 中含 有大 量的氢 氧 化钠、有机酸和 有机胺类等, 锌离 子与其 形成的配 合物 在可见 光 区基本无明显吸收, 而镍离子所形成的配合物一般在可见光 区都 有不同程度的吸收, 通常可选 择某一 吸收波 长, 用 分光 光度法 测 定其含量。通过测试发现, 镍 的单一显 色剂灵 敏度 往往较 低, 如 在单一的有机酸或有 机胺中, 镍离 子摩尔 浓度在 0. 01 mol/ L 时, 吸光度不超过 0. 1, 测定误 差较大。针 对一般 碱性锌 镍合金镀 液 中的某些成分, 选择混合配体, 使配合物最大吸收波长 发生移动, 吸光灵敏度比一 般显 色剂提 高 3~ 4 倍。 当 NiSO4 6H2O 质量 分 数为 2. 095 2 g/ L 时, 对三乙醇胺溶液、柠檬酸钠溶 液和强碱 性混 合溶液的吸光度进行测定, 以空白液作参比, 360~ 460 nm 的 吸收 曲线见图 1。由图 1 可知, 三乙 醇胺和 柠檬酸 根的镍 配合物在 可 见光区的最大吸收峰很接 近, 在 375~ 380 nm 处, 吸光度 很弱, 混 合溶液的最大吸收峰 在 395 nm 附近, 吸光度很强, 这是几种 配体 共同作用的结果, 改变单一配 体形成 配合物 的对称 性, 使最大 吸 收峰长移, 使消 光系 数增大[ 1] , 因 此, 本方法 选 395 nm 为 测定 波 长。
Ni2+ 误差 /%
Zn2+ 误差 /%
1 120
50
25 2. 351 8. 038 0. 43 - 0. 10
2 100
50
25 2. 312 8. 081 - 1. 20 0. 43
3 120
60
25 2. 368 8. 012 1. 20 - 0. 42
4 120
50
30 2. 303 8. 089 - 1. 60 0. 53
( 3) 工作曲线 准确称取 2. 002 8 g 氧化锌, 用少量水调成糊 状, 加 入 24 g 氢氧化钠, 加水搅拌溶解, 加入 10 mL 三乙醇 胺搅拌
[ 收稿日期] 2003- 07- 06
图 1 三乙醇胺、柠檬酸钠、强碱性混合溶液吸收波长图 溶解。再准确称取 2. 095 2 g 六水硫酸镍和 5 g 柠 檬酸钠, 加水溶 解后, 在搅拌 状 况 下与 前 面 溶 液混 合, 加入 0. 8 mL 添加 剂, 用 200 mL容量 瓶 定容。 分别 准确 量 取 25. 00, 20. 00, 15. 00, 10. 00, 5. 00 mL该溶液, 移入 5 只 100 mL 容量瓶中稀释至刻度, 以空白液 作参比, 在 395 nm 处测定吸光度, 工作曲线见图 2。
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理论研究 、试验 成果 及应用 情况。内 容主 要包括 : 机 械设 备用的润滑油、添加剂、润滑系统及润滑 方法; 机械加工用 的润滑剂及冷却液; 动、静密封结构的设 计, 密 封件及密封
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碱 性 锌 镍 合 金 镀 液 中 锌 、镍 的 快 速 测 定
CT =
V 1C1 - V2 C2 2
准确量取镀 液 10. 00 mL, 移至 100 mL 容量 瓶中, 加入 5% 的
柠檬酸钠溶液 12 mL, 10%的三乙 醇胺溶 液 10 mL, 20% 的氢氧 化
钠溶液 10 mL, 加蒸馏水稀 释至刻度, 以空白 液作参 比, 在 395 nm
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