郭崇武

(肇慶市華良金屬精飾制品有限公司，廣東肇慶 526105)

分光光度法分析焦磷酸鹽鍍銅溶液中磷酸鉀

郭崇武

(肇慶市華良金屬精飾制品有限公司，廣東肇慶 526105)

在pH≈4的條件下用醋酸鋅沉淀焦磷酸鹽鍍銅溶液中的焦磷酸鉀，過濾后在硫酸介質(zhì)中，以抗壞血酸作還原劑，硝酸鉍作催化劑，使磷酸與鉬酸鈉生成雜多酸藍(lán)色絡(luò)合物。用磷鉬藍(lán)光度法測定磷酸鉀的質(zhì)量濃度。銅離子和顯色劑對測定的影響用參比液消除，在λ=660 nm處測定吸光度。相對平均偏差為2.0%。回收率為97.8%～103%。

焦磷酸鹽鍍銅;磷酸鉀;分析;分光光度法

引 言

焦磷酸鹽鍍銅溶液的主要成分是焦磷酸銅和焦磷酸鉀，兩者絡(luò)合生成焦磷酸銅鉀。在生產(chǎn)過程中，焦磷酸鹽逐漸發(fā)生水解生成正磷酸鹽。鍍液中少量的正磷酸鹽能夠促進(jìn)陽極溶解，并對鍍液的pH起緩沖作用。當(dāng)ρ(正磷酸鹽)超過100 g/L時(shí)，會使陰極電流效率下降，鍍層光亮范圍縮?。?］。目前，分析鍍液中的正磷酸鹽一般采用稱量法［2］，也可采用EDTA容量法［3］。稱量法過程復(fù)雜，耗時(shí)較長，許多電鍍廠的化驗(yàn)室難以接受。采用EDTA容量法測定，過程也比較復(fù)雜，測定過程中，試液的體積達(dá)到200 mL之多，給操作帶來了不便，且終點(diǎn)變色不夠敏銳。為此，參考有關(guān)文獻(xiàn)［4］，制定了分析焦磷酸鹽鍍銅溶液中正磷酸鹽的磷鉬藍(lán)光度法。

1 分析方法

1.1 方法要點(diǎn)

在硫酸介質(zhì)中，以抗壞血酸作還原劑，硝酸鉍作催化劑，使磷酸與鉬酸鈉生成雜多酸藍(lán)色絡(luò)合物，該絡(luò)合物具有較高的吸光靈敏度和穩(wěn)定性［4］，適合于分光光度法測定。在pH≈4的條件下，醋酸鋅與焦磷酸鉀反應(yīng)生成焦磷酸鋅沉淀，而磷酸鉀卻不能與醋酸鋅反應(yīng)［2］。因此，在測定焦磷酸鹽鍍銅溶液中的磷酸鉀時(shí)，可用醋酸鋅沉淀法消除焦磷酸鉀對測定的影響。鍍液中的Cu2+離子對測定略有影響，在參比液中加入與試樣中等量的銅離子可消除。

1.2 試劑及儀器

定磷混合液:3 g/L鉬酸鈉、0.6 g/L硝酸鉍、22 mL/L濃硫酸。用水將鉬酸鈉溶解、硝酸鉍用稀硫酸溶解。按上述質(zhì)量濃度配成溶液后保存在塑料瓶中。

抗壞血酸。

顯色劑:在分析時(shí)，向100 mL定磷混合液中加抗壞血酸1 g。

200 mL/L冰醋酸溶液，100 g/L醋酸鋅溶液。硫酸銅溶液:銅離子質(zhì)量濃度與稀釋250倍的焦磷酸鹽鍍銅溶液大體相同。

8 g/LK3PO4·3H2O標(biāo)準(zhǔn)溶液。

721型分光光度計(jì)。

1.3 測 試

吸取焦磷酸鹽鍍銅溶液1 mL于250 mL容量瓶中，加水100 mL，醋酸溶液10 mL，醋酸鋅溶液10 mL，加水稀釋至刻度，搖勻。干濾紙過濾，吸取濾液1 mL于100 mL燒杯中，用移液管加顯色劑25 mL，搖勻，顯色2～3min。吸取1 mL硫酸銅溶液于100 mL燒杯中，加顯色劑25 mL，搖勻，以此溶液作參比液，用1 cm比色皿，在波長660 nm處測定試樣的吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得三水合磷酸鉀的質(zhì)量濃度。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

吸取磷酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液1、2、3、4和5 mL于5只100 mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻。在5只容量瓶中各吸取1 mL溶液分別于5只100 mL燒杯中，用移液管吸取25 mL顯色劑分別于這5只燒杯中，搖勻，顯色2～3min。另取1只100 mL燒杯，加水1 mL，加顯色劑25 mL，以此溶液作參比液，用1 cm比色皿，在波長660 nm處測定吸光度。

在測試中吸取8 g/L磷酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液1、2、3、4和5 mL，分別稀釋100倍，稀釋后ρ(磷酸鉀)分別為0.08 g/L、0.16 g/L、0.24 g/L、0.32 g/L 和 0.40 g/L。

測試中所得吸光度對應(yīng)鍍液中磷酸鉀質(zhì)量濃度:

式中:ρ代表上述稀釋后的ρ(磷酸鉀)，V為吸取稀釋后的磷酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，測試時(shí)吸取1 mL，V0為吸取鍍液的體積，本法吸取0.004 mL。以鍍液中K3PO4·3H2O的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2 方法探討

2.1 焦磷酸鉀的沉淀分離

焦磷酸鉀在酸性條件下能夠水解生成磷酸鉀，實(shí)驗(yàn)表明，用磷鉬藍(lán)光度法測定磷酸鉀，焦磷酸根對測定結(jié)果有影響。因此，在測定磷酸鉀之前要對焦磷酸根進(jìn)行處理。按本法測定磷酸鉀，試液pH≈4，在該條件下醋酸鋅與焦磷酸鉀反應(yīng)生成焦磷酸鋅沉淀，而磷酸鉀卻不能與醋酸鋅反應(yīng)［2］。用沉淀分離法可完全消除焦磷酸根對測定磷酸鉀的影響。

2.2 銅離子的影響

向試液中加入醋酸鋅后，焦磷酸合銅絡(luò)離子電離出銅離子，銅離子顯藍(lán)色，與磷鉬藍(lán)的顏色相同，對測定磷酸鉀的質(zhì)量濃度有一定的影響。從車間取焦磷酸鹽鍍銅溶液，稀釋250倍后吸取1 mL于25 mL 容量瓶中，加 V(H2SO4)∶V(H2O)=1∶4 溶液1 mL，加水稀釋至刻度，搖勻。以水作參比液，用1 cm比色皿，在波長660 nm處測定，所得吸光度A=0.003，這個(gè)數(shù)值不大，可以用參比液消除。

2.3 參比液的選擇

在本法測試中，如果所用試劑中都絕對不含磷，那么，用水作參比液即可進(jìn)行測定。但實(shí)際上所用試劑往往含有磷酸根，例如，按標(biāo)準(zhǔn)要求［5］，分析純鉬酸鈉中w(磷酸根)≤0.001%，這些磷酸根足以影響到本法的測定結(jié)果。試驗(yàn)表明，目前采購到的分析純鉬酸鈉和鉬酸銨的確含有磷酸根，在本法測試中如果用水作參比液，測定結(jié)果往往偏高。因此，本法以顯色劑作參比液，消除鉬酸鈉中所含磷酸根對測定的影響。另外，本法在參比液中加入硫酸銅，參比液中銅離子的質(zhì)量濃度與顯色液中大體相同，可以消除鍍液中銅離子對測定的影響。

2.4 試液的穩(wěn)定性

磷鉬藍(lán)本身的吸光度是很穩(wěn)定的，按本法在不同時(shí)間測定試液的吸光度，測定至30 min時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)試液的吸光度發(fā)生變化。

2.5 注意事項(xiàng)

在測試中所使用的儀器要清洗干凈，不能使用經(jīng)洗衣粉洗刷過的儀器(洗衣粉一般含磷)，用于顯色反應(yīng)的燒杯，應(yīng)當(dāng)用適量的顯色劑洗滌，以便反應(yīng)掉杯壁上所吸附的磷。試驗(yàn)表明，如果不注意這些操作事項(xiàng)，測定結(jié)果的精密度則較差，且測定結(jié)果往往偏高，有時(shí)甚至嚴(yán)重偏高。

3 精密度和回收率

對車間焦磷酸鹽鍍銅溶液中磷酸鉀進(jìn)行測試，平行測定12次，所得結(jié)果列于表1。試驗(yàn)表明，本法測定結(jié)果的相對平均偏差為2.0%。

表1 本法分析結(jié)果的精密度

對合成試樣中已知質(zhì)量濃度的磷酸鉀進(jìn)行分析，所得結(jié)果列于表2。試驗(yàn)表明，本法回收率為97.8%～103.0%。

表2 本法分析結(jié)果的回收率

4 結(jié)論

本法簡單，快速，精密度和準(zhǔn)確度都較高，能夠較好地滿足分析和監(jiān)控焦磷酸鹽鍍銅溶液中正磷酸鹽的要求。

［1］曾華梁，吳仲達(dá)，秦月文，等.電鍍工藝手冊［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1989:169-170.

［2］徐紅娣，鄒群.電鍍?nèi)芤悍治黾夹g(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003:81-86.

［3］張?jiān)收\，胡如南，向榮.電鍍手冊(上冊)［M］.北京:國防工業(yè)出版社，1997:1063-1064.

［4］郭崇武.除油溶液中磷酸三鈉測定方法的研究［J］.電鍍與環(huán)保，1990，10(3):20-22.

［5］北京化學(xué)試劑公司.化學(xué)試劑·精細(xì)化學(xué)品產(chǎn)品目錄［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1999:956.

Spectrophotometric Analysis of Potassium Phosphate in a Pyrophosphate Copper Plating Bath

GUO Chong-wu
(Zhaoqing Hualiang Metal Finishing Products Co.，Ltd，Zhaoqing 526105，China)

Potassium pyrophosphate forms zinc pyrophosphate deposit by adding zinc acetate to pyrophosphate copper plating solution under a condition of pH≈4.After filtration，phosphoric acid reacts with sodium molybdate to form blue heteropolyacid complex with cevitamic acid as reducing agent and bismuth nitrate as catalyst，the concentration of potassium phosphate in the solution is measured by using a spectrophotometric method.Effects of the copper ions and color developing reagent on the measurement of potassium phosphate are eliminated by using reference solution，and the absorbence is measured at a wavelength of 660 nm.The relative average deviation of the method is 2.0%.The recovery ratio is 97.8%to 103%.

pyrophosphate copper plating;potassium phosphate;analysis;spectrophotometric method

115.335

B

1001-3849(2010)12-0037-04

2010-03-04

2010-03-29