不含铵盐的三价铬镀液中硼酸的分析

郭崇武

(广州超邦化工有限公司，广东广州 510460)

不含铵盐的三价铬镀液中硼酸的分析

郭崇武

(广州超邦化工有限公司，广东广州 510460)

研究了不含铵盐的三价铬镀液中硼酸的分析方法。用草酸钾掩蔽三价铬，在弱酸性条件下草酸钾与三价铬离子生成络合物。用甘露醇与硼酸反应生成较强的络合酸，以酚酞作指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定。镀液中的其它组分对测定无影响，分析结果的相对平均偏差为0.17%。

三价铬镀液;硼酸;草酸钾;掩蔽剂;分析方法

引 言

三价铬镀铬溶液有硫酸盐和氯化物两个体系，氯化物镀液中含有铵盐，硫酸盐镀液有些含有铵盐，有些不含。三价铬镀铬液成分较复杂，对硼酸的测定有困难，目前没有很成熟的分析方法。为此，实验研究了不含铵盐的三价铬镀铬液中硼酸的分析方法。

1 分析方法

1.1 方法要点

加甘露醇与硼酸反应，使其转化成较强的络合酸，以酚酞作指示剂，用氢氧化钠滴定络合酸。镀铬液中的三价铬离子在pH升高时能生成羟桥式聚合物［1］，因此，需用草酸钾掩蔽三价铬。在弱酸性和加热条件下，草酸钾与三价铬离子生成络合物，该络合物对测定硼酸无影响。酚酞指示剂的变色范围pH=8.3～10.0，草酸钾溶液的 pH在此范围之内，草酸钾对测定硼酸无影响［2］。

1.2 试 剂

0.1 mol/L氢氧化钠标准滴定溶液，酚酞指示剂，100g/L草酸钾溶液，甘露醇。

1.3 步 骤

吸取三价铬镀铬液1mL于250mL锥形瓶中，加水60mL，加2g甘露醇，摇匀，加10mL草酸钾溶液，加热至略微沸腾，立即冷却，加数滴酚酞指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定至试液由蓝绿色变为紫色，30s不变色为终点。

1.4 计 算

式中61.84为硼酸的相对分子质量;c为氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L;V为滴定时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL;n为吸取镀液的毫升数，本法吸取试样1mL。

2 方法探讨

2.1 指示剂和掩蔽剂的选择

甘露醇与硼酸反应生成络合酸，该络合酸仍然是较弱的酸。酚红指示剂的变色范围pH=6.8～8.4，试验表明，用氢氧化钠滴定络合酸，酚红指示剂变为红色时，络合酸不能够被完全滴定。因此，测定硼酸需要用酚酞作指示剂。

为了使三价铬离子具有合适的沉积电位，不能向三价铬镀液中过多加入络合剂。三价铬离子被完全络合时能形成6个配位键，实际镀液中的三价铬与络合剂只形成1～2个配位键。因此，在用氢氧化钠滴定硼酸的过程中，三价铬能与氢氧根生成羟桥式聚合物，严重干扰硼酸的测定。用草酸钾作掩蔽剂，草酸钾与三价铬离子生成三草酸合铬络离子，能够消除三价铬对测定硼酸的影响。不能用柠檬酸三钠掩蔽三价铬，柠檬酸分子中含有一个羟基，该羟基与三价铬离子有较强的络合能力，在络合过程中释放出氢离子［2］，对测定硼酸影响较大。

2.2 掩蔽条件

三价铬离子与草酸钾的络合反应在不加热时速度很慢，因此需要在加热条件下进行，在90～100℃条件下反应能够在1min内完成。本法将试液加热至略微沸腾反应已经完成，立即冷却可避免试液的挥发。

在pH＞5的条件下，三价铬离子与氢氧根形成配位键后很难再与其它络合剂生成络合物，因此，需要在弱酸性条件下加草酸钾与三价铬离子反应。本法先加甘露醇与硼酸反应降低试液的pH，然后再加草酸钾掩蔽三价铬。

2.3 络合剂和其他酸的影响

在配制三价铬镀液时，络合剂与三价铬离子络合后释放出全部的氢离子，随后氢离子与碱反应生成水，因此，镀液中的络合剂对测定硼酸无影响。

本法分析的三价铬镀液pH=3.2～3.8，除了硼酸外，镀液中还含有少量的硫酸，会使硼酸的测定结果偏高，但误差很小，可以忽略不计。

2.4 其它分析方法的讨论

文献［3］介绍了三价铬镀铬液中硼酸的分析方法，为了排除三价铬对测定硼酸的影响，先将试液用氢氧化钠滴定至酚酞指示剂变为红色，使三价铬离子生成羟桥式聚合物。然后向试液中加甘露醇与硼酸生成络合酸，再用氢氧化钠滴定至试液变为红色，记录消耗氢氧化钠标准溶液的体积。该方法虽然能消除三价铬的影响，但在第一次滴定过程中，大约有21%的硼酸生成了硼酸钠，也就是说，在第二次滴定时只能测定到硼酸总质量浓度的79%，分析结果严重偏低。

在测定硼酸时，需确认镀液中是否含有铵盐。在250mL锥形瓶中加20mL三价铬镀液，加10mL10%氢氧化钠溶液，将湿润的pH=1～14的试纸放在瓶口上方，试纸明显变为蓝绿色表明镀液中含有铵盐，试纸不变色或略微变色时，镀液中不含铵盐。

3 分析结果的精密度

分析Trich-9289硫酸盐三价铬镀铬液中的硼酸，一个试样测定8次，结果列于表1。分析结果的相对平均偏差为0.17%，满足滴定分析的标准要求。

表1 本法分析结果的精密度

4 结论

用本法测定不含铵盐的三价铬镀铬液中的硼酸，能够满足车间监控镀液的要求。但不能用本法测定含有铵盐的三价铬镀铬液。

［1］李国华，赖奂汶，黄清安.三价铬镀液中配体的作用［J］.材料保护，2005，38(12):44-46.

［2］郭崇武.镍-钴合金镀液中硼酸的快速分析［J］.电镀与环保，2010，30(4):40-41.

［3］陈永顺.浅谈三价铬电镀液使用及维护［C］//天津市电镀工程学会第十届学术年会论文集，天津:天津市电镀工程学会，2006:94-96.

Analysis of Boric Acid in Trivalent Chromium Plating Bath without Ammonium Salt

GUO Chong-wu
(Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd，Guangzhou 510460，China)

Analytical method of boric acid in trivalent chromium plating bath without ammonium salt was developed.Potassium oxalate was used to mask trivalent chromium under a weak acidic condition.The boric acid was reacted with D-mannitol to form strong complex acid，and then the complex acid was titrated by utilizing sodium hydroxide standard solution with phenothalin as indicator.Other constituents in the plating bath had no influence on the determination，and relative average deviation of the determination result was 0.17%.

trivalent chromium plating bath;boric acid;potassium oxalate;masking agent;analytical method

TG115.31

B

1001-3849(2012)09-0037-02

2012-03-21

2012-04-13