电位定法测定电镀溶液中的氯离子和硼酸含量
时间：2020-05-18 阅读：2553
1 前言
电镀的原理是以金属为阳极，镀件为阴极，通以直流电后在阴极（镀件）上沉积上一层均匀、致密的镀层。而阳极在通电过程中极易钝化，为了保证阳极的正常溶解，需要在镀液中加入一定量的阳极活化剂。
在镀液中加入氯离子不仅能去阳极极化并改善阳极溶解防止其钝化，还能作为导电盐而增加电导。因此氯离子的浓度将直接影响镀液的性能。
硼酸在镀液中主要用作缓冲剂，使其 pH 值维持在一定的范围内。以镀镍液为例：当镀镍液的 pH 值过低，将使阴极电流效率下降；而 pH 值过高时，会使镀层脆性增加，同时Ni(OH)2 胶体在电极表面的吸附，还会造成氢气泡的滞留，使镀层孔隙率增加。正因硼酸有上述作用，所以生产中必须严格控制硼酸含量。
本文采用电位滴定的方式，配合自动进样器，操作省时省力，结果更加准确可靠。
1 仪器与设备
1.1 仪器
GT50电位滴定仪，GT50 自动进样器， 银复合电极，pH 复合电极，甘油混合液
1.2 试剂
硝酸银溶液（0.0509mol/L），pH=10 的缓冲溶液，氢氧化钠溶液（0.1mol/L）
2 实验方法
2.1 实验步骤
（1） 氯离子
精确量取试样 1.0mL 于滴定杯中，加入 50mL 水。平行处理三次以上，并将相应滴定杯放置在自动进样器上，设置方法，用硝酸银溶液滴定，记录用量。同时做空白实验。
（2） 硼酸
精确量取试样 1.0mL 于滴定杯中，先加入 40mL 水，再加入 25mL 甘油混合液，平行处理三次以上，并将相应滴定杯放置在自动进样器上，设置方法，。用氢氧化钠溶液滴定，记录用量。同时做空白实验。
1.1 参数设置
（1） 氯离子
滴定模式： 动态滴定 | 搅拌速度： 6 |
电极平衡时间： 4s | 预搅拌时间： 10s |
电极平衡电位： 1mv | 滴定速度： 标准 |
小添加体积： 0.02mL | 预滴定添加体积： 0.5mL |
结束体积： 10mL | 预滴定搅拌时间： 6s |
电位突跃量： 400 | 预控 mv 值： 无 |
（2） 硼酸
滴定模式： 终点滴定 | 搅拌速度： 6 |
电极平衡时间： 5s | 预搅拌时间： 8s |
电极平衡电位： 1mv | 快滴体积： 0.3mL |
终点值（pH）： 8.4 | 慢滴体积： 0.02mL |
终点预控范围（pH）： 8.1 | 预滴定添加体积： 4.5mL |
延时： 10s | 预滴定搅拌时间： 6s |
相关系数： 61.8 | 结束体积： 10mL |
1 结果与讨论
1.1 结果
（1） 氯离子
空白体积：0.02mL
编 号 | 滴定样品体积 （mL） | 取样量 （mL） | 氯含量 （g/L） | 平 均 值 （g/L） |
1 | 2.351 |
1.0 | 4.21 |
4.29 |
2 | 2.420 | 4.33 | ||
3 | 2.420 | 4.33 | ||
4 | 2.400 | 4.29 |
（2） 硼酸含量
空白体积：0.11mL
1#镀液
编 号 | 滴定样品体积 （mL） | 取样量 （mL） | 硼酸含量（g/ L） | 平 均 值 （g/L） |
1 | 5.522 |
1.0 | 34.25 |
34.75 |
2 | 5.580 | 34.62 | ||
3 | 5.701 | 35.38 |
2#镀液
编 号 | 滴定样品体积 （mL） | 取样量 （mL） | 硼酸含量 （g/L） | 平 均 值 （g/L） |
1 | 5.503 |
1.0 | 34.13 |
34.12 |
2 | 5.450 | 34.79 | ||
3 | 5.440 | 33.73 |
计算公式
（1） 氯离子
式中：
X --氯离子的含量，单位是克每升（g/L）；
V1 --滴定试样时硝酸银溶液的消耗量，单位为毫升（mL）； V0 --滴定空白时硝酸银溶液的消耗量，单位为毫升（mL）； C --硝酸银溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；
V --样品的体积，单位为（mL）；
35.5 --氯的分子量。
（2） 硼酸
式中：
X --硼酸的含量，单位是克每升（g/L）；
V1 --滴定试样时氢氧化钠溶液的消耗量，单位为毫升（mL）； V0 --滴定空白时氢氧化钠溶液的消耗量，单位为毫升（mL）； C --氢氧化钠溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；
V --样品的体积，单位为（mL）；
61.8 --硼酸的分子量。
1.1 图谱
（1） 氯离子含量
（2） 硼酸含量
1.1 结论
测定硼酸时可做预实验（即通过酚酞指示剂判定溶液终点 pH）。参考溶液颜色变化选择 pH=8.4 作为仪器“终点滴定”模式的终点值。选择合适的参数用自动进样器可以让单个样品在 4min 左右完成滴定和清洗的步骤。测定氯离子时，选择合适的参数用自动进样器可以让单个样品在 2min 左右完成滴定和清洗的步骤。
用此方法测定这两种成分操作简单，重复性良好。
注意事项
1、自动进样器采用喷淋清洗，喷淋时间设置 6s 即可。
2、试剂的添加可使用滴定模块自动完成。