重量法测定氧化镍中的镍含量

2013-09-27刘惠婉袁竹青乔桂芳李佳珂

河南化工 2013年1期

刘惠婉，袁竹青，乔桂芳，李佳珂

(河南省化工研究所有限责任公司河南省化工产品质量监督检验中心，河南郑州 450052)

0 前言

本文采用丁二酮肟镍重量法测定搪瓷、陶瓷、玻璃工业和电磁工业中所使用的氧化镍中的镍含量。文中所提到的氧化镍为一氧化镍和三氧化二镍，该方法适用于此两种氧化镍，现做简单介绍。①一氧化镍，又名氧化镍、氧化亚镍、绿色氧化镍。分子式NiO，相对分子质量为74.69，常态下为绿色粉末。主要用途:在搪瓷工业用作瓷釉的密着剂和着色剂;陶瓷工业用作色料的原料，磁性材料生产中用作镍锌铁氧体的原料，玻璃工业用作茶色玻璃和显像管玻壳的着色剂，一氧化镍也是制造镍盐及镍催化剂的原料。②三氧化二镍，又名氧化镍(III)、氧化高镍、倍半氧化镍、氧化正镍。分子式Ni2O3，相对分子质量为165.40，三氧化二镍是灰黑色无味粉末。主要用于搪瓷和电磁工业，一般用途为玻璃、陶瓷的着色剂，以及催化剂、磁性材料的制造等。目前，氧化镍化学分析方法仅有一个采用电沉积法进行镍量测定的国家标准。按照国标要用到电解沉积装置、铂坩埚、原子吸收分光光度计等仪器装置。这些仪器设备昂贵，一般实验室不一定进行配备，而且操作较为复杂，整个实验过程历时较长。由于实验室操作繁琐，加之时间与仪器方面的制约，实际运用不便。本文采用丁二酮肟镍重量法测定氧化镍中的镍含量，该方法操作简便，整个试验时间可控制在几小时内。且仅使用分析天平、恒温干燥箱等一般实验室仪器，该方法精密度与准确度高，可满足分析试验的需要。

1 试验部分

1.1 方法提要

试样用盐酸溶液溶解后，在微氨性溶液(pH值为8～9)介质中，向试样溶液中加入丁二酮肟乙醇溶液，从而沉淀出红色的丁二酮肟镍，然后将沉淀过滤、洗涤，烘干至恒重，称量。

1.2 试剂和仪器

盐酸溶液(1+1);氨水溶液(1+1);丁二酮肟乙醇溶液(10 g/L);氯化铵;酒石酸;乙醇溶液(1+1);分析天平(感量0.000 1 g);恒温水浴;恒温干燥箱;抽滤装置;4号玻璃坩埚式滤器。

1.3 测定步骤

称取样品1 g(精确至0.000 2 g)于400 mL烧杯中，加入50 mL盐酸溶液(1+1)，盖上表面皿。用小火加热至沸并保持微沸状态，直至样品溶解完全。去掉表面皿，继续小火加热蒸发至近干。取下，冷却后加少量水溶解，转移至250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。干过滤，弃去最初20 mL滤液。准确移取25.00 mL滤液于500 mL烧杯中，加水稀释至约200 mL，然后加入酒石酸1 g，氯化铵1 g，滴加氨水(1+1)溶液调整溶液pH值为6～7(微酸性)，加热至沸。取下冷却至70～80℃，立即加入45 mL丁二酮肟乙醇溶液(10 g/L)，搅拌均匀，继续滴加氨水溶液(1+1)调整试样溶液pH值至8～9，于60～70℃保温30min。用已恒重的4号玻璃坩埚式滤器进行抽吸过滤，用热水清洗烧杯和沉淀6次。最后用乙醇溶液(1+1)淋洗2次，每次约5 mL。然后把滤器连同沉淀移入干燥箱。在110～120℃下干燥至恒重，在干燥器中冷却至室温后称量。

1.4 结果计算

试样中氧化镍(以Ni计)的质量分数ω，数值以%表示，按下式计算:

式中:m2，恒重的4号玻璃坩埚式滤器及沉淀的质量，g;m1，已恒重的4号玻璃坩埚式滤器的质量，g;0.2031，丁二酮肟镍换算为镍(Ni)的系数;m，试样的质量，g。

2 结果讨论

2.1 方法的精密度

对同一试样进行5次平行测定，结果见表1。

表1 精密度测定数据 %

计算得方法的标准偏差为0.068 77，变异系数为0.091 28。

2.2 方法的准确度

用已知含量的氧化镍按线性系列加入到同一试样中，测定氧化镍中的镍含量回收率，结果见表2。试样的回收率为98.8% ～100.7%。

表2 准确度测定数据

3 几点说明及注意事项

①试样在未溶解完全前，如因经长时间煮沸而使溶液体积减少时，可再添加适量盐酸溶液(1+1)后在继续煮沸溶解。②如试样在盐酸溶液(1+1)中溶解速度较慢时，可改用硝酸溶液(1+1)溶解试样，待溶解完全后，加热蒸发至近干，然后加入10 mL硫酸溶液(1+1)，加热至冒浓硫酸白烟以驱赶尽硝酸(如有氧化剂存在，镍将与丁二酮肟生成可溶性配合物，影响测定结果)冷却至室温，用水溶解后(如不溶，可加热)，转移至250 mL容量瓶中。③加入酒石酸、氯化铵作为掩蔽剂，消除铁、铝等杂质的干扰。④配制丁二酮肟乙醇溶液(10 g/L)时，如丁二酮肟在乙醇中溶解不完全，可将烧杯放入60℃左右的温水中加热片刻，并同时进行搅拌，使之溶解完全。⑤于微酸性热溶液中加入丁二酮肟，然后将溶液氨化，所得到的沉淀较直接自冷或氨性溶液中生成的沉淀要更易于过滤。滴加氨水也不宜过多，太过量的氨水将推迟沉淀进行。⑥沉淀时温度不宜过高，否则加入沉淀剂时会有爆沸现象产生，从而使沉淀损失;保温时温度也不宜过高，否则会使氨水及乙醇挥发而导致结果偏低。因此选择沉淀温度为70～80℃，保温时温度为60～70℃。⑧沉淀剂加入量可根据试样溶液中的镍含量做相应调整，沉淀剂加入过量不宜过多，理论量为1 mL丁二酮肟乙醇溶液(10 g/L)可沉淀2.5 mg镍。因此，一般加入量每10 mg镍加入6～7 mL丁二酮肟乙醇溶液。且加入沉淀剂的体积不宜超过试样溶液体积的四分之一，避免沉淀溶于乙醇(丁二酮肟镍沉淀溶于酸性溶液或体积比50%及以上乙醇溶液中)。