分光光度法分析焦磷酸盐镀铜溶液中磷酸钾

郭崇武

(肇庆市华良金属精饰制品有限公司，广东肇庆 526105)

分光光度法分析焦磷酸盐镀铜溶液中磷酸钾

郭崇武

(肇庆市华良金属精饰制品有限公司，广东肇庆 526105)

在pH≈4的条件下用醋酸锌沉淀焦磷酸盐镀铜溶液中的焦磷酸钾，过滤后在硫酸介质中，以抗坏血酸作还原剂，硝酸铋作催化剂，使磷酸与钼酸钠生成杂多酸蓝色络合物。用磷钼蓝光度法测定磷酸钾的质量浓度。铜离子和显色剂对测定的影响用参比液消除，在λ=660 nm处测定吸光度。相对平均偏差为2.0%。回收率为97.8%～103%。

焦磷酸盐镀铜;磷酸钾;分析;分光光度法

引 言

焦磷酸盐镀铜溶液的主要成分是焦磷酸铜和焦磷酸钾，两者络合生成焦磷酸铜钾。在生产过程中，焦磷酸盐逐渐发生水解生成正磷酸盐。镀液中少量的正磷酸盐能够促进阳极溶解，并对镀液的pH起缓冲作用。当ρ(正磷酸盐)超过100 g/L时，会使阴极电流效率下降，镀层光亮范围缩小［1］。目前，分析镀液中的正磷酸盐一般采用称量法［2］，也可采用EDTA容量法［3］。称量法过程复杂，耗时较长，许多电镀厂的化验室难以接受。采用EDTA容量法测定，过程也比较复杂，测定过程中，试液的体积达到200 mL之多，给操作带来了不便，且终点变色不够敏锐。为此，参考有关文献［4］，制定了分析焦磷酸盐镀铜溶液中正磷酸盐的磷钼蓝光度法。

1 分析方法

1.1 方法要点

在硫酸介质中，以抗坏血酸作还原剂，硝酸铋作催化剂，使磷酸与钼酸钠生成杂多酸蓝色络合物，该络合物具有较高的吸光灵敏度和稳定性［4］，适合于分光光度法测定。在pH≈4的条件下，醋酸锌与焦磷酸钾反应生成焦磷酸锌沉淀，而磷酸钾却不能与醋酸锌反应［2］。因此，在测定焦磷酸盐镀铜溶液中的磷酸钾时，可用醋酸锌沉淀法消除焦磷酸钾对测定的影响。镀液中的Cu2+离子对测定略有影响，在参比液中加入与试样中等量的铜离子可消除。

1.2 试剂及仪器

定磷混合液:3 g/L钼酸钠、0.6 g/L硝酸铋、22 mL/L浓硫酸。用水将钼酸钠溶解、硝酸铋用稀硫酸溶解。按上述质量浓度配成溶液后保存在塑料瓶中。

抗坏血酸。

显色剂:在分析时，向100 mL定磷混合液中加抗坏血酸1 g。

200 mL/L冰醋酸溶液，100 g/L醋酸锌溶液。硫酸铜溶液:铜离子质量浓度与稀释250倍的焦磷酸盐镀铜溶液大体相同。

8 g/LK3PO4·3H2O标准溶液。

721型分光光度计。

1.3 测 试

吸取焦磷酸盐镀铜溶液1 mL于250 mL容量瓶中，加水100 mL，醋酸溶液10 mL，醋酸锌溶液10 mL，加水稀释至刻度，摇匀。干滤纸过滤，吸取滤液1 mL于100 mL烧杯中，用移液管加显色剂25 mL，摇匀，显色2～3min。吸取1 mL硫酸铜溶液于100 mL烧杯中，加显色剂25 mL，摇匀，以此溶液作参比液，用1 cm比色皿，在波长660 nm处测定试样的吸光度，在标准曲线上查得三水合磷酸钾的质量浓度。

1.4 标准曲线的绘制

吸取磷酸钾标准溶液1、2、3、4和5 mL于5只100 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。在5只容量瓶中各吸取1 mL溶液分别于5只100 mL烧杯中，用移液管吸取25 mL显色剂分别于这5只烧杯中，摇匀，显色2～3min。另取1只100 mL烧杯，加水1 mL，加显色剂25 mL，以此溶液作参比液，用1 cm比色皿，在波长660 nm处测定吸光度。

在测试中吸取8 g/L磷酸钾标准溶液1、2、3、4和5 mL，分别稀释100倍，稀释后ρ(磷酸钾)分别为0.08 g/L、0.16 g/L、0.24 g/L、0.32 g/L 和 0.40 g/L。

测试中所得吸光度对应镀液中磷酸钾质量浓度:

式中:ρ代表上述稀释后的ρ(磷酸钾)，V为吸取稀释后的磷酸钾标准溶液的体积，测试时吸取1 mL，V0为吸取镀液的体积，本法吸取0.004 mL。以镀液中K3PO4·3H2O的质量浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

2 方法探讨

2.1 焦磷酸钾的沉淀分离

焦磷酸钾在酸性条件下能够水解生成磷酸钾，实验表明，用磷钼蓝光度法测定磷酸钾，焦磷酸根对测定结果有影响。因此，在测定磷酸钾之前要对焦磷酸根进行处理。按本法测定磷酸钾，试液pH≈4，在该条件下醋酸锌与焦磷酸钾反应生成焦磷酸锌沉淀，而磷酸钾却不能与醋酸锌反应［2］。用沉淀分离法可完全消除焦磷酸根对测定磷酸钾的影响。

2.2 铜离子的影响

向试液中加入醋酸锌后，焦磷酸合铜络离子电离出铜离子，铜离子显蓝色，与磷钼蓝的颜色相同，对测定磷酸钾的质量浓度有一定的影响。从车间取焦磷酸盐镀铜溶液，稀释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，加水稀释至刻度，摇匀。以水作参比液，用1 cm比色皿，在波长660 nm处测定，所得吸光度A=0.003，这个数值不大，可以用参比液消除。

2.3 参比液的选择

在本法测试中，如果所用试剂中都绝对不含磷，那么，用水作参比液即可进行测定。但实际上所用试剂往往含有磷酸根，例如，按标准要求［5］，分析纯钼酸钠中w(磷酸根)≤0.001%，这些磷酸根足以影响到本法的测定结果。试验表明，目前采购到的分析纯钼酸钠和钼酸铵的确含有磷酸根，在本法测试中如果用水作参比液，测定结果往往偏高。因此，本法以显色剂作参比液，消除钼酸钠中所含磷酸根对测定的影响。另外，本法在参比液中加入硫酸铜，参比液中铜离子的质量浓度与显色液中大体相同，可以消除镀液中铜离子对测定的影响。

2.4 试液的稳定性

磷钼蓝本身的吸光度是很稳定的，按本法在不同时间测定试液的吸光度，测定至30 min时没有发现试液的吸光度发生变化。

2.5 注意事项

在测试中所使用的仪器要清洗干净，不能使用经洗衣粉洗刷过的仪器(洗衣粉一般含磷)，用于显色反应的烧杯，应当用适量的显色剂洗涤，以便反应掉杯壁上所吸附的磷。试验表明，如果不注意这些操作事项，测定结果的精密度则较差，且测定结果往往偏高，有时甚至严重偏高。

3 精密度和回收率

对车间焦磷酸盐镀铜溶液中磷酸钾进行测试，平行测定12次，所得结果列于表1。试验表明，本法测定结果的相对平均偏差为2.0%。

表1 本法分析结果的精密度

对合成试样中已知质量浓度的磷酸钾进行分析，所得结果列于表2。试验表明，本法回收率为97.8%～103.0%。

表2 本法分析结果的回收率

4 结论

本法简单，快速，精密度和准确度都较高，能够较好地满足分析和监控焦磷酸盐镀铜溶液中正磷酸盐的要求。

［1］曾华梁，吴仲达，秦月文，等.电镀工艺手册［M］.北京:机械工业出版社，1989:169-170.

［2］徐红娣，邹群.电镀溶液分析技术［M］.北京:化学工业出版社，2003:81-86.

［3］张允诚，胡如南，向荣.电镀手册(上册)［M］.北京:国防工业出版社，1997:1063-1064.

［4］郭崇武.除油溶液中磷酸三钠测定方法的研究［J］.电镀与环保，1990，10(3):20-22.

［5］北京化学试剂公司.化学试剂·精细化学品产品目录［M］.北京:化学工业出版社，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