馮開文

(天津海林克科技發(fā)展有限公司，天津 300384)

鍍液分析中氯化鈣代替氯化鋇的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用

馮開文

(天津海林克科技發(fā)展有限公司，天津 300384)

一些鍍液分析需要用到氯化鋇，如測(cè)定氫氧化鈉、碳酸鹽或硫酸鹽等。經(jīng)典的方法是準(zhǔn)確可靠的，但氯化鋇是劇毒試劑，不符合環(huán)保理念。研究了用氯化鈣代替氯化鋇的可行性，分析方法做了相應(yīng)的改變。必須使用氯化鋇時(shí)，污水要經(jīng)過處理以減少對(duì)環(huán)境的污染，為和諧社會(huì)造福。

氯化鋇;氫氧化鋇;氯化鈣;氫氧化鈣;溶度積

引 言

分析堿性鍍液中氫氧化物時(shí)，要加入氯化鋇沉淀碳酸鹽以消除干擾。分析碳酸鹽和硫酸鹽時(shí)用氯化鋇沉淀碳酸鹽和硫酸鹽以作進(jìn)一步測(cè)定［1］。如氰化鍍銅、氰化鍍鋅、鋅酸鹽鍍鋅、堿性鍍錫、氰化鍍銀及鍍鉻等溶液，每個(gè)樣品需要100 g/L氯化鋇溶液1.0 ～15 mL，折合氯化鋇1.0 ～1.5 g?？扇苄凿^鹽都是劇毒的，氯化鋇對(duì)人的致死量是0.8～0.9 g［2］，前些年曾經(jīng)與氰化物劃歸一類管理，購買困難，因此試驗(yàn)了用氯化鈣代替氯化鋇的可能性。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 分析方法原理和實(shí)驗(yàn)

1.1.1 氫氧化物的測(cè)定

堿性鍍液碳酸鹽積累是不可避免的，碳酸鹽也是堿性物質(zhì)，干擾氫氧化物的測(cè)定，用氯化鋇將碳酸鹽沉淀出來，避免了干擾。

氯化鈣也能使碳酸鹽沉淀:

但氯化鈣遇到氫氧化物會(huì)產(chǎn)生氫氧化鈣沉淀:

碳酸鈣和碳酸鋇沉淀，兩者溶度積相同，在離子強(qiáng)度為 0.1 的溶液中都是 3.0 ×10-8［3］。用氯化鈣來消除碳酸鹽的干擾是可行的，然而，氫氧化鋇是可溶物質(zhì)，氫氧化鈣溶解度較小，其溶度積Ksp=1.3 ×10-5［3］，是否影響分析的正常進(jìn)行是研究實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。

測(cè)定時(shí)加入100 g/L氯化鈣溶液10 mL，錐形瓶中 c(氯化鈣)為0.09 mol/L。

即在錐形瓶的100 mL溶液中氫氧化鈉在0.05 g以內(nèi)就不會(huì)產(chǎn)生氫氧化鈣沉淀。折合ρ(氫氧化鈉)=50 g/L的鍍液可以取樣1 mL。實(shí)踐證明，即使離子濃度超過了溶度積，也不會(huì)瞬間沉淀完全。而且新生成的氫氧化鈣顆粒極細(xì)，同樣與鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液發(fā)生反應(yīng)，并不影響測(cè)定。

以氰化鍍鋅為例，吸取鍍液1 mL，加硝酸銀掩蔽氰化鈉，加氯化鈣沉淀碳酸鹽，以百里香酚酞指示，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定氫氧化鈉，至藍(lán)色消失為終點(diǎn)。分析的過程與用氯化鋇的完全相同，只是終點(diǎn)的敏銳度稍差，但判斷沒有困難。

1.1.2 碳酸鹽的測(cè)定

根據(jù)反應(yīng)式(2)和溶度積數(shù)值，用氯化鈣測(cè)定碳酸鹽與用氯化鋇的原理完全相同。簡單過程為:按反應(yīng)式(1)用氯化鈣溶液沉淀碳酸鈣，加熱陳化，過濾、洗凈，用過量的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液溶解碳酸鈣，過量的部分以氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴。不同現(xiàn)象為碳酸鈣沉淀顆粒較粗，看起來總量比碳酸鋇少，容易過濾。碳酸鈣沉淀中會(huì)夾雜氫氧化鈣沉淀，因此，分析方法改為:加入氯化鈣后，加百里香酚酞指示劑數(shù)滴，在激烈搖動(dòng)下用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液緩緩滴定至白色或極淡的藍(lán)色，再按常規(guī)加熱陳化并過濾、洗凈沉淀，然后以甲基橙為指示劑，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液溶解。由于沉淀顆粒較粗，比溶解碳酸鋇稍慢，需要多搖動(dòng)片刻，或直接加入過量鹽酸，如0.2 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液8～10 mL，加熱煮沸趕除形成的CO2，冷卻后再用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴，終點(diǎn)現(xiàn)象正常。

1.1.3 硫酸鹽的測(cè)定

硫酸鋇溶解度極小，Ksp=6.0 × 10-10［3］而且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，硫酸鈣溶解度較大，Ksp=1.6×10-4［3］，而且可以溶于某些強(qiáng)酸，因此做硫酸鹽分析，不管是質(zhì)量法還是容量法，都不能用氯化鈣代替氯化鋇。

1.2 其它用途舉例

1)鎳-鐵合金鍍液穩(wěn)定劑和檸檬酸鈉的聯(lián)合測(cè)定。有些鎳-鐵合金鍍液同時(shí)含有RC穩(wěn)定劑，葡萄糖酸鈉和檸檬酸鈉，用高錳酸鉀滴定法或三氯化鐵比色法都互相干擾，利用兩者與氯化鋇的不同反應(yīng)，可以分別測(cè)定。先測(cè)定兩者合量，然后加氯化鋇溶液使檸檬酸鹽和硫酸鹽沉淀，再測(cè)定RC穩(wěn)定劑含量，經(jīng)計(jì)算分別得出檸檬酸鹽和RC穩(wěn)定劑的含量。在這里氯化鈣不能代替氯化鋇。

2)受Cr(VI)污染的除油液測(cè)定。由于掛具夾帶等原因，除油槽極易受Cr(VI)的污染，用中和法連續(xù)測(cè)定三堿含量時(shí)，鉻酸鈉對(duì)磷酸鈉測(cè)定干擾很大，進(jìn)而影響了氫氧化鈉和碳酸鈉的計(jì)算結(jié)果［4］?？梢岳勉t酸鈉與氯化鈣和氯化鋇的不同反應(yīng)分別測(cè)定。

溶液加入氯化鋇使碳酸鹽、磷酸鹽及鉻酸鹽都沉淀出來，用酚酞指示，以鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定氫氧化鈉。溶液加入氯化鈣，碳酸鹽、磷酸鹽沉淀出來，鉻酸鈣是可溶的，過濾、洗凈沉淀再做進(jìn)一步測(cè)定。這里氯化鈣和氯化鋇各有用途，是不能互相代替的。

2 鍍液分析中用氯化鈣代替氯化鋇可行性

2.1 氫氧化鈉的測(cè)定

用了兩個(gè)月的時(shí)間，在為客戶分析樣品時(shí)，分別用兩種試劑平行測(cè)試。氫氧化鈉含量較低的，分析結(jié)果基本一致，含量較高的，偏差在±0.2g/L以內(nèi)。測(cè)過的最小數(shù)據(jù)是氰化鍍銅溶液，氫氧化鈉的質(zhì)量濃度為1.4 g/L，最大數(shù)據(jù)是鋅酸鹽鍍鋅溶液，氫氧化鈉的質(zhì)量濃度為190.6 g/L。

2.2 碳酸鹽的測(cè)定

同樣用了兩個(gè)月的時(shí)間，以兩種方法平行測(cè)試。碳酸鈉的分析結(jié)果有±2 g/L的偏差，作為指導(dǎo)生產(chǎn)尚可參考。測(cè)過的最小數(shù)據(jù)是氰化鍍銅溶液，碳酸鈉的質(zhì)量濃度為42.0 g/L，最大數(shù)據(jù)是氰化鍍銀溶液，碳酸鉀質(zhì)量濃度為91.1 g/L。

3 注意事項(xiàng)

1)注意試劑的加入量。測(cè)定氫氧化鈉時(shí)，氯化鈣和氯化鋇兩種溶液的pH對(duì)氫氧化鈉的測(cè)定有影響。兩種溶液的pH都在5.5左右，這是由于試劑水解和蒸餾水溶進(jìn)二氧化碳的聯(lián)合作用所致。測(cè)定氫氧化鈉時(shí)加入量不可過多，避免沉淀碳酸鹽后過多的氯化鈣或氯化鋇溶液消耗OH-，使測(cè)定結(jié)果偏低。

2)注意試劑的品質(zhì)。有的氯化鈣試劑，配制溶液呈微混的淡紅色，pH在8以上，需要過濾和調(diào)整pH，濾出的是氧化鐵之類的雜質(zhì)。

3)試劑配制的質(zhì)量濃度。氯化鈣的相對(duì)分子質(zhì)量小于氯化鋇的相對(duì)分子質(zhì)量，與100 g/L BaCl2·2H2O溶液濃度相當(dāng)?shù)穆然}溶液為46 g/L無水氯化鈣、60 g/L二水氯化鈣和90 g/L六水氯化鈣。據(jù)此，推薦使用60 g/L無水氯化鈣或90 g/L六水氯化鈣。

4)污水處理。有些分析項(xiàng)目還離不開氯化鋇，用后要注意污水的處理，只要加入稀硫酸或硫酸鹽使生成硫酸鋇就無毒了，醫(yī)院透視用的鋇餐造影劑就是硫酸鋇，可以進(jìn)入胃腸道，對(duì)人體無害。油田控制井噴的重晶石粉也是硫酸鋇，說明對(duì)環(huán)境是無害的。

4 結(jié)論

1)堿性電鍍?nèi)芤悍治鰵溲趸c，用氯化鈣可以代替氯化鋇，要注意加入量;分析碳酸鈉時(shí)，沉淀后需增加用鹽酸中和氫氧化鈣的步驟。

2)注意氯化鈣的品質(zhì)，做必要的凈化和調(diào)整。

3)根據(jù)技術(shù)要求選用氯化鋇或氯化鈣，必須用氯化鋇時(shí)，要做好污水處理。

［1］鄒群，徐紅娣.電鍍?nèi)芤悍治黾夹g(shù)［M］.第2版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2010:47-48.

［2］歐陽光，陳志良.中國化工產(chǎn)品大全［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1994:39.

［3］鄢國強(qiáng).簡明化驗(yàn)工手冊(cè)［M］.第2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1998:36-37.

［4］徐成.電解去油中氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉的新分析方法［J］.電鍍與環(huán)保，1991，11(4):27-29.

Experiment and Application of Calcium Chloride Replacing for Barium Chloride in the Electroplating Bath Analysis

FENG Kai-wen

TG115.31

B

1001-3849(2011)11-0044-03

2011-03-15

2011-05-17