磷化液的总酸度和游离酸度

总酸度、游离酸度的测定方法

确定磷化液的总酸度和游离酸度的酚酞指示剂和溴酚蓝指示剂该如何配制？浓度是多少，用什么做溶剂，酒精还是蒸馏水？

酚酞：酚酞1g，加乙醇100ml溶解即得

溴酚蓝：取溴酚蓝0.1g，加0.05mol/L氢氧化钠溶液3.0ml溶解，水稀释至200ml，即得。

本法采用酸碱滴定法。取试样10mL，用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定，所消耗的毫升数用点数表示。

A1试剂

氢氧化钠：0.5mol/L标准溶液（按GB601配制和标定）；

酚酞指示剂：1%乙醇溶液；

甲基橙指示剂：0.1%水溶液；

溴酚兰指示剂：1g溶于1000mL20%乙醇中。

A2试验方法

A2.1游离酸度的测定

用移液管吸取10mL试液于250mL锥形烧瓶中, 加50mL蒸馏水, 加2-3滴甲基橙指示液 (或溴酚兰指示液)。用氢氧化钠标准液滴定至溶液呈橙色（或用溴酚兰指示液滴定至由黄变为蓝紫色）即为终点，记下消耗氢氧化钠标准液毫升数A。

A2.2总酸度的测定

用移液管吸取10mL试液于250mL锥形烧瓶中, 加50mL蒸馏水, 加2-3滴酚酞指示液。用氢氧化钠标准液滴定至溶液呈粉红色, 即为终点。记下消耗氢氧化钠标准液毫升数B。

A3计算方法

酸度点数按下列公式计算：

游离酸度（点）= ……………….(A1)

总酸度（点）= ………………….(A2)

式中：A、B——滴定时耗去氢氧化钠标准液毫升数，mL；

C——氢氧化钠标准液实际浓度，mol/L；

V——取样毫升数，mL。

磷化液中总酸与游离酸的定义与皮膜品质关系

按照检验的方法可以测试出总酸度（TA）与游离酸度（FA），而酸比（AR）＝总酸度（TA）／游离酸度（FA）。

因此，总酸度和游离酸的关系的表示方式就是“酸比”。

一、总酸与游离酸的关系

是的，总酸和游离酸的关系的简单表示方式就是“酸比”。可是仅仅谈酸比这样的指针性问题的同时，还有很多的意义是必须让大家了解，因为这是品质与管理的直接关系。

大家都知道酸比是浓度管理的依据，实际上除了浓度外，还有温度和时间也是同时必须管理的，这三个因素是整体磷化的反应机构中不可或缺的。一般磷化的场合，温度和时间基本是固定的控制着，所以直接影响磷化品质的因素就只有浓度。

然而浓度的稳定性是由原料和制造工艺来决定的，在浓度里大做文章就会产生很不一样的磷化品质，甚至会产生不一样的磷化成本。最近有很多的朋友问过这样的问题真是不胜枚举，全部都是根本的问题，所以对于总酸度（TA）与游离酸度（FA）的定义，必须使大家都能明确了解才行。

二、酸比的作用

酸比的作用是和温度及皮膜有关，一般在讨论酸比时是以固定的总酸度而言，随着游离酸度的变化而产生不同的酸比。正确的酸比是：酸比大（10～30）则温度低（50℃～常温），酸比小（5～7）则温度高（70～90℃）。而酸比大温度高或酸比小温度低时，则磷化反应无法顺利完成。除了特殊的场合外，基本上酸比大时则皮膜薄，酸比小时则皮膜厚。

皮膜的重量、厚度和总酸度呈正比关系，但是必须考虑所有物质的平衡性，所以并不是无限制的皮膜量，不是因为总酸度高或处理时间长就可以得到重的皮膜。因为在磷化皮膜生成的过程中，主要是溶液的酸碱度（PH值）达到平衡时，反应就会逐渐停止，这可以从反应的气泡由大变小的过程得知，因此皮膜的生成就会逐渐完成。

一般处理物为钢铁时，其反应机构如下：

１．化学反应（化）

铁＋磷酸（游离酸）→磷酸二氢铁（铁分）＋氢气（气泡）．．．．．．(1) ↓↓

↓〔促进剂〕↓〔促进剂〕

↓└→水．．．．．．．．．(2)

└→磷酸铁（淡黄色沉渣）．．．．．．．．．(3)

２．皮膜生成反应（成）

磷酸二氢锌→磷酸锌（Ｈ皮膜）＋磷酸．．．．．．．．．．．．．．．(4) 铁（离子）＋磷酸二氢锌→磷酸锌铁（Ｐ皮膜）＋磷酸．．．．．．．．(5)

三、磷化液的制作原理

这里是要谈到磷化液的制作过程，其实并不是很难的。有的家庭作坊仍旧使用磁器的水缸以人工生产；好点的使用塑料桶，小桶的用人工，大桶的用搅拌机；而生产量比较大的使用不锈钢反应釜。总之，先不论制作品质，大家应该知道磷化液的制作是很简单的，而且发现除了国际知名的大公司外，从事这种工作的大都没有化工基础，只会偷工减料大赚黑心钱，所以磷化液的品质一直为人所诟病。

制作磷化液的三大基础原料是１．磷酸（70～85%）２．硝酸（40～98%）３．氧化锌（99.5～99.7%）

依混合酸化学反应的先后顺序，则磷化液的化学反应式为：

１．硝酸＋氧化锌→硝酸锌＋水２．磷酸＋氧化锌→磷酸＋磷酸二氢锌＋磷酸锌

＋水

所以磷化液的组成＝磷酸＋磷酸二氢锌＋磷酸锌＋硝酸锌＋水

注：按《化工产品物性辞典》解释

１．磷酸二氢锌为白色结晶或黏稠状液体，溶于水和酸，水溶液呈酸性。为磷化皮膜剂的主要成分，用于钢铁的防腐蚀。

２．磷酸锌为无色斜方结晶或白色微晶粉末，溶于无机酸（盐酸、硫酸、硝酸、磷酸）；不溶于乙醇；水中几乎不溶，其溶解度随温度上升而减少。

要先知道磷化液的制作原理，才能推演总酸和游离酸的定义。大家从磷化液的组成（磷酸＋磷酸二氢锌＋磷酸锌＋硝酸锌＋水）里可以得知游离酸和总酸了。

没错，游离酸就是──磷酸，真的很简单！那么，总酸呢？

四、总酸与游离酸的定义

其实，游离酸的定义除了99%来自磷酸外，还有1%来自磷酸二氢锌，不过只用磷酸来定义游离酸也是可以的。现在大家应该可以知道总酸的定义＝磷酸＋磷酸二氢锌＋磷酸锌＋硝酸锌，为什么？一一解释如下：（化学常识）

１．磷酸→有游离酸和总酸，而且酸比约为2

２．磷酸二氢锌→主要是总酸，几乎没有游离酸

３．磷酸锌→只有总酸

４．硝酸锌→只有总酸

再接再厉的来谈谈这些总酸所延伸出来的作用，那么对磷化液就更可以清晰如纯净水了。

五、皮膜品质

整个磷化的反应过程里，处理温度和处理时间的管理可以说是物理性质，而浓度的管理是和皮膜品质产生直接性密切关系的化学性质，这是众所周知的事实。因此，特别要剖析浓度的奥妙给大家知道，因为这样的磷化技术已经开始普及到每个地区，甚至于普及到每个工厂。原因是现行环境的趋势，为了将磷化工艺成本（磷化液的危险品运输＋包装＝1000～2000元／吨）降至最低（零），所以由每个使用单位自行制作磷化液的机制开始运作起来，所以必须了解磷化液的制作技术以及基本原理。

◎制作技术：按照使用量分别是锌锭法与氧化锌法或锌钙法。

１．氧化锌法──磷化液（指比重为1.54）的使用量为每月15吨以下的适用。２．锌锭法──磷化液（指比重为1.54）的使用量为每月15吨以上的适用。３．锌钙法──磷化液（指比重为1.54）的使用量为每月10吨以上且拉拔变形