铜锡合金电镀液中铜_锡含量的测定

213 实验步骤 用移液管吸镀液 1 mL 置于 100 mL 烧杯中 ,加入氯
化钾 015 g 左右 ,盐酸 10 mL ,加热煮沸 2～3 min ,趁热加
入 EDTA 标准溶液 15 mL ,加热至沸 ,保温 2～3 min ,流水
冷却 ;加六次甲基四胺缓冲溶液 ,调节 pH 值为 518 ,用铅
第 23 卷 第 6 期 2004 年 12 月
Electro电plat镀ing与 &涂 饰Finishing
Vol. 23
Dec.
No . 2004
6
铜锡合金电镀液中铜 、锡含量的测定
秦淑琪1 , 何英2
(1. 西北师范大学化学化工学院 ,甘肃 兰州 730070 ; 2. 兰州师范高等专科学校化学系 ,甘肃 兰州 730070)
本实验中硫脲是选择性较好的掩蔽剂 ,它只能与铜 等少量的金属离子生成稳定的配合物 , 使与铜配合的 EDTA 释放出来 ;氟化铵与锡生成的配合物稳定性高 ,可 以使与锡配位的 EDTA 定量释放出来 ,且过量的部分不 影响示波极谱图形 ,在本分析中为理想的掩蔽剂 。 313 镀液分析结果
表 1 测得值及相对标准偏差 Table 1 Results of measurement
(g/ L)
=
c ×V1
×01150 V
5 ×1
000
ρ(Na2SnO3·2H2O) /
(g/ L)
=
c ×V2
×01266 V
7 ×1
000
式中 :
c —标准铅溶液的浓度 ,
V —试样的毫升数 ,
01150
5由
M (Cu2P2O7) 2 000
得出
,01266
7由
M (Na2SnO3·3H2O) 1 000
得出 。
3 结果与讨论
311 酸度的选择 实验证明 ,用六次甲基四胺作为缓冲溶液 、pH 在 5
～6 的范围时 ,铅的切口敏锐 , 能准确的检测出滴定终 点 。为了防止锡水解产生沉淀 ,应在 pH 为 1～2 左右时 加入过量的 EDTA ,使其与待测离子完全配合 ,再加入缓 冲溶液 ,调节 pH 值为 518 进行测定 。 312 掩蔽剂的选择
[ 2 ] Tsai Tzu2Hsuan , Yen Shi2chern. Electrochemical effects of various slur2 ries on the chemical mechanical polishing of copper2plated films [ J ] . Proceedings2Electrochemical Society ,2001 :180 - 190.
摘 要 : 提出采用交流示波极谱法连续测定铜锡合金电镀液中铜锡的含量 。该方法不用指示剂 ,利用铅标准溶 液及 EDTA 标准溶液 ,借助交流示波极谱仪中示波图上 TPB 切口的出现检测终点 。通过实验确定酸度为 518 、掩蔽剂 为硫脲 。对该方法与指示剂法分析结果进行了比较 。结果表明 ,该方法的精密度更高 ,准确度更好 ,是一种快速 、简 便 、经济实用且无污染的测定镀铜锡合金电镀液中铜锡含量的新方法 。
表 3 回收率实验测定结果 Table 3 Results of recovery experiments
ρ(Cu2P2O7) 测定值 / (mg/ mL) / (mg/ mL)
回收率 Na2SnO3·3H2O 测定值
加入量
/%
/ (mg/ mL)
/ (mg/ mL)
回收率 /%
7. 51
13. 37
收稿日期 :2004 - 07 - 12 修回日期 :2004 - 09 - 30 基金项目 :甘肃省教委科研基金资助项目 (995 - 22) 。 作者简介 :秦淑琪 (1956 - ) ,女 ,甘肃临洮人 ,高级实验师 。
大滴定误差 。为此 ,笔者对镀铜锡溶液的电化学监控进 行了研究 ,用交流示波极谱法[7～9] 连续测定铜锡电镀液 中铜 、锡的含量 , 这方面的研究尚未 见 文 献 报 道[7～9] 。 该方法不用指示剂 ,有色溶液及沉淀均不干扰测定 ,借 助交流示波极谱仪中示波图 [ d E/ d T = f ( E) ] 上 TPB 切 口的出现或消失检测终点 。终点直观 ,敏锐程度比指示 剂法提高了 10 倍以上 ,并省略了分离步骤 ,简化了测定 程序 ,检测量小(相当于指示剂法的 1/ 10～1/ 100) 。该方 法具有操作简便 、快速准确的特点[10～11] 。交流示波极 谱法由高鸿院士国内首创并应用于药品检测 ,得到了国 际上的认可 ,而在电镀分析中未曾应用 。本文首先提出 了交流示波极谱法在电镀工艺过程监控及污水处理监 控中的应用 。
标准溶液滴定至铅切口出现 ;滴加饱和硫脲溶液至蓝色
消失 ,再加过量 3 mL 左右 ,又用铅标准溶液滴定至铅切
口出现为终点 ,消耗标准溶液的体积为 V1 ; 加入氟化铵 溶液 10 mL ,放置片刻 ,继续用铅标准溶液滴定至示波器
图中铅切口出现 ,耗用量为 V2 。
214 结果计算
ρ(Cu2P2O7) /
115 g 氯酸钾 ,用硝酸调至 pH 值为 518) , w = 20 %氟化铵
溶液 ,饱和硫脲溶液 。
212 实验原理 将镀液酸化 ,加热煮沸 ,焦磷酸盐转化为正磷酸盐 ,
硫脲和铜生成稳定的配合物 ,氟化铵则与锡生成稳定的
配合物 。由此 ,在六次甲基四胺缓冲溶液的 pH 值为 5～
6 时 ,利用铅在交流极谱的示波器上产生敏锐切口的性 质[10～11] ,在此条件下取 1 份一定体积的试液 ,加入过量
关键词 : 交流示波极谱法 ; 铜锡合金电镀 ; 铜含量 ; 锡含量 中图分类号 : TQ15312 ; O61115 文献标识码 : A 文章编号 : 1004 - 227X(2004) 06 - 0028 - 03
Continuous determination of copper and tin content in Cu2Sn alloy electroplating bath
11. 42
17. 75
13. 63
18. 05
13. 63
13. 65
100. 1
18. 04
18. 06 100. 1
13. 64
18. 04
·29 ·
2004 年 12 月 Electrop电lat镀ing与 &涂 饰Finishing 第 6 期
表 2 本法与指示剂法分析结果对照 Table 2 Result comparison of this method and indicator method
方法
本法 指示剂法
m (Cu2P2O7) / mg 30. 44 30. 38
m (Na2SnO3·3H2O) / mg 65. 73 65. 76
被测 组分
测得值 / mg
平均值 相对标准 / mg 偏差/ %
Cu2P2O7
30. 45 ,30. 42 ,30. 46 ,30. 47 ,30. 4 30. 44
Na2SnO3·3H2O 65. 67 ,65. 75 ,65. 71 ,65. 78 ,65. 74 65. 73
0. 07 0. 06
表 1 数据说明 ,本方法测得的数据精密度高 ;表 2 数 据说明 ,与指示剂法相比 ,本方法分析结果的准确度较 好 ,经济实用且无污染 ,可满足工业分析的要求 ;表 3 数 据说明 ,Cu2P2O7 与 Na2SnO3·3H2O 平均加标回收率分别 为 100105 %、100101 % ,说明该方法是一种快速 、简便 、能 准确测定镀铜锡合金电镀液中铜 、锡含量的新方法 。
1 前言
电镀是保护及装饰材料的有效措施之一 ,电镀产品 质量的优劣在很大程度上取决于电镀过程中电镀液成 分的严格控制与否 ,故电镀液成分的监控具有十分重要 的研究意义和应用前景 。镀铜锡产品在生产及人类生 活中占有很大的比例[1～4] 。铜锡合金溶液的主要成分 为 : 铜 、锡 、正 磷 酸 盐 、焦 磷 酸 盐 。经 典 的 滴 定 分 析 法[5～6]是借指示剂颜色的变化来指示终点 ,因为镀铜锡 含量溶液有颜色 ,在滴定终点时发生颜色干扰 ,造成较
的已知浓度的 EDTA 溶液 ,使其与铜锡完全配合后 ,用铅
标准溶液滴定至切口出现为终点 。用硫脲解蔽铜使与
铜配合的 EDTA 全部释放出来 ,用铅标准来自百度文库液滴定至切
口出现为终点 ,可求得铜的含量 ;然后加入氟化铵使与
锡配合的 EDTA 释放出来 ,再用铅标准溶液滴定至切口
重新出现为终点 ,可测定锡的含量 。
Abstract : Alternating oscillopolarography was promoted to continuously detect the copper and tin content in Cu2Sn alloy electroplating bath with the appearance of the TPB cut in oscillogram as end point . In the method , lead standard so2 lution and EDTA standard solution were used without indicator. The suitable pH value and masking agent were deter2 mined to be 518 and sulfourea respectively by experiment . The analysis results of the method were compared with those of indicator method. The results show that the method has better precision and accuracy , and is fast , convenient , economi2 cal , useful and contamination2free. It is proved to be a new method of detecting the copper and tin content in Cu2Sn alloy electroplating bath. Keywords : alternating oscillopolarography ; Cu2Sn alloy electroplating ; copper content ; tin content
7. 52
7. 53
100. 0
13. 36
13. 35 99. 98
7. 52
13. 36
9. 51
15. 57
9. 50
9. 50
100. 0
15. 57
15. 56 99. 98
9. 50
15. 57
11. 43
11. 45 11. 44
100. 1
17. 75
17. 76 17. 74
100. 0
·28 ·
铜锡合金电镀液中铜 、锡含量的测定
2 实验部分
211 仪器和试剂 SL21 型交流示波极谱滴定仪 ,汞膜电极 ,钨电极 ,电
磁搅拌器 ,pHS23C 型酸度计 。
cPb = 0105 mol/ L 铅标准溶液 , c ( EDTA) = 0105 mol/ L
EDTA 标准溶液 ,固体氯化钾 , V ( 浓盐酸) ∶V ( H2O) = 1∶5 盐酸 , w = 30 %六次甲基四胺缓冲溶液 ( 每 10 mL 中加入
参考文献 :
[ 1 ] Osseo2Asare kwadwo , T Al2Hinai Ashraf . Electrochemical behavior of copper in hydroxylamine solutions[J ] . Proceedings2Electrochemical So2 ciety. 2001 :191 - 200.
QIN Shu2qi1 , HE Ying2 (1. School of Chemistry and Chemical Engineering , Northwest Normal University , Lanzhou 730070 , China ;
2. Department of Chemistry , Lanzhou Teachers College , Lanzhou 730070 , China)