EDTA配位滴定法测定镍含量方法的优化研究

宋玉萍

(安徽水利水电职业技术学院，安徽 合肥 231603)

EDTA配位滴定法测定镍含量方法的优化研究

宋玉萍

(安徽水利水电职业技术学院，安徽 合肥 231603)

对EDTA 配位滴定法测定Ni2+的不同方法进行了实验比较, 并从溶液配制、指示剂、缓冲溶液加入量等方面进行了深入讨论, 完善和优化了EDTA 测定Ni2+的实验测定方法。

EDTA；镍；滴定法

镍含量的EDTA配位滴定法在冶金、电镀、以及有机分析等领域中应用十分广泛。但相关文献中有关EDTA 配位滴定法测定Ni2+的报道, 各不相同。本文主要从溶液配制、缓冲溶液加入量、指示剂加入量等3个方面, 对该法进行了实验对比研究。以滴定分析允许的0.3%相对误差为范围,终点颜色便于观察和易于应用为前提, 完善和优化了EDTA 配位滴定法测定镍含量的实验方法。

1 实验部分

1.1 试剂和溶液

(1)ZnO标准溶液。基准ZnO在马弗炉中850±50℃灼烧至恒重。取出置于干燥器中,冷却至室温后,准确称取1.5g,用少量水润湿,加入20% HCl 20mL溶解,用蒸馏水定量转移至250mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。

(2)EDTA标准溶液。称取18.61g乙二胺四乙酸二钠(AR),用热水溶解,转移至1000mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀,用实验方法1.2.1进行标定,浓度为0.04998 mol/L。

(3)铬黑T指示剂。称取0.5g铬黑溶于75mL无水乙醇,再加25mL三乙醇胺。浓度约为5g/L。

(4)硫酸镍液体样品。称取35g硫酸镍样品,溶解,转移至250mL容量瓶,定容,摇匀。

(5)紫脲酸铵指示剂。0.5%。称取1g紫脲酸铵与200g干燥后的优级纯NaCl,混匀,研细。

其他溶液均按常规配制,实验所用纯水为艾科浦超纯水机制备。其电导率≤1.2×10-4S/m

1.2 实验方法

(1)EDTA(0.05mol/L)标准滴定溶液标定。移取25.00mL ZnO标准溶液于250mL的锥形瓶中,加水75mL,用10%氨水溶液调溶液pH至7～8,加pH≈10的NH3-NH4Cl缓冲溶液10mL及5滴铬黑T(5g/L),用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫色变为纯蓝色且30s不变色即为滴定终点。

平行测定4次,同时做空白。计算EDTA标准滴定溶液的浓度c(EDTA),如式(1)。

(1)

(2)硫酸镍试样中镍含量的测定。称取硫酸镍溶液3g,加70mL水,加pH≈10的NH3-NH4Cl缓冲溶液10mL及0.2g紫脲酸铵指示剂,摇匀,用上述标定后的EDTA标准溶液滴定至溶液呈现蓝紫色且30s不变色即为终点。记录EDTA消耗体积,计算镍的质量分数w(Ni),以g/kg表示,如式(2)。

(2)

2 结果与讨论

2.1 ZnO基准物质的处理方法

本法中采用的基准物质为ZnO。常见的ZnO基准物的溶液配制方法如下:

①准确称取ZnO基准物1.5g于150mL烧杯中,用数滴水润湿后,盖上表面皿,从烧杯嘴中滴加10mL 1+1盐酸,待完全溶解后冲洗表面皿和烧杯内壁,定量转移至250mL容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀,计算其准确浓度。②准确称取1.5g,用少量水润湿,加入20% HCl 20mL溶解,用蒸馏水定量转移至250mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。对上述两种方法的实验结果进行对比,结果如表1所列。

表1 溶液不同配制方法的结果比较

注:溶液中加HCl时应逐滴加入,防止加入过快,引起容量瓶温度变化。要充分溶解后再转移溶液。

对于方法2,实验探讨了容量瓶里吸收了空气中CO2是否对EDTA浓度标定的精密度和准确度有影响,结果如表2所列。由表2可见,方法1的相对误差较小。因此,本实验中的基准物质ZnO采用方法1进行配制。

2.2 不同缓冲溶液用量对镍测定结果的影响

称取已制备好的硫酸镍溶液3g,精确至0.0001g,加水70mL,分别加入5、10、15、20、30mL NH3-NH4Cl缓冲溶液及0.2g紫尿酸铵指示剂,摇匀,用EDTA标准溶液滴定至溶液呈蓝紫色。实验结果如表3所列。由表3可见,在试样中加入5 mL缓冲溶液时,实验测定值误差较大,而分别加入10、15 mL缓冲溶液,实验测定值误差符合要求。但当缓冲溶液加入量太多,误差有增大趋势,同时,由于液体量加大,滴定过程中易造成液体飞溅,不利于滴定操作。故本文选择10-15mL作为缓冲溶液适宜加入量。

表2 不同溶液配制方法对EDTA标准溶液标定的结果比较

表3 不同缓冲溶液加入量对测定Ni2+的结果比较

2.3 紫尿酸铵指示剂加入量

测定镍含量常见的指示剂有紫尿酸铵、PAN及5-Br-DMPAP指示剂。

PAN指示剂用作EDTA配位滴定测定Bi3+、Ga3+、In3+、Ni2+、Cu2+、Ce3+等的金属指示剂。当以0.1%浓度PAN作指示剂, 在分析有干扰元素存在的镍样品时, 滴定终点颜色偏离且拖延难以观察。

5-Br-DMPAP指示剂测定镍含量时,在pH大约为4.0～5.5的醋酸盐缓冲的热溶液中,用EDTA配位滴定镍,溶液颜色从紫红变为浅黄,该法测定时酸效应系数较大,对结果准确度有影响。

紫脲酸铵又称红紫酸铵,紫尿酸胺,红紫色结晶性粉末。不同用量的紫脲酸铵指示剂对实验结果的影响,如表4所列。在试样中加入0.1g紫脲酸铵时,终点颜色较淡,灵敏度较差,实验测定值误差较大,而分别加入0.2、0.3g指示剂时,实验测定值误差符合要求。但当指示剂加入量在0.4及0.5g时,终点颜色较深,较难判断,实验精密度和准确度较差,因此,本实验选用紫脲酸铵指示剂,用量为0.2g。

表4 不同指示剂加入量对测定Ni2+的结果比较

3 结 论

通过系列的实验对比研究, 完善和优化后的EDTA配位滴定法测定镍含量的分析方法为:称取硫酸镍溶液3g,精确至0.0001g,加70mL水,加pH≈10的NH3-NH4Cl缓冲溶液10mL及0.2g紫脲酸铵指示剂,摇匀,用标定后的EDTA标准溶液滴定至溶液呈现蓝紫色即为终点,记录EDTA消耗体积,以式(2)计算镍的质量分数w(Ni),以g/kg表示。该法适用于钢铁、镀镍废水、有机磷配位镍催化剂中高含量镍的容量法测定。

[1] 北京矿冶研究总院分析室．矿石及有色金属分析手册[ M]．北京：冶金工业出社,1990．

[2] 成文，慧敏，方平,等．合金钢化学分析[M]．北京:冶金出版社，2013．

[3] Rosenstein C,Hirch S．Chemical Analysis of Plating Solution[ J]．Metal Fini-shing ,2012,(1)：536．

(责任编辑 陈化钢)

Modification for determination methal of nickel by EDTA titration

SONG Yu-ping

(Anhui Technical College of Water Resoueces and Hydroelectic Power,Hefei 231603,China)

The determination methods of nickel by EDTA titration are compared experimentally．The effects of the preparation of standard solution , indicator used and the amount of buffer solution on added the analytical result are discussed , and then the modified method for Ni2 +determination by EDTA titration is proposed．

EDTA； nickel ；titration

2016-09-10；

2016-10-10

宋玉萍(1969-)，女，安徽合肥人，实验师，主要从事化学及环境类专业相关实践教学与管理工作。

10.3969/j.issn.1671-6221.2016.04.014

TQ016

A

1671-6221(2016)04-0042-03