电镀镍液中镍离子、氯离子、硼酸含量的检测方法

万卓

（沈阳计量测试院，辽宁沈阳，110179）

电镀镍液中镍离子、氯离子、硼酸含量的检测方法

万卓

（沈阳计量测试院，辽宁沈阳，110179）

电镀镍镀液中的镍离子、氯离子和硼酸浓度是影响电镀镍产品性能的三个重要化学成分。介绍了镍离子、氯离子和硼酸浓度三种成分含量的检测方法，并通过控制图实时监控各成分检测结果的变化。结果表明：检测方法简单快速，控制图有助于及时发现检测过程中出现的异常，为电镀镍行业的日常监控提供了参考依据。

电镀镍；镍离子；氯离子；硼酸

引言

在电镀镍镀液中，硫酸镍（NiSO4·7H2O）是镀镍液的主盐；氯化物是阳极活化剂；硼酸起到的是pH缓冲作用，增强电镀效果[1-5]。因此，电镀镍镀液中的镍离子、氯离子和硼酸浓度是三个重要的监测项目。本文介绍了三者的化学分析方法，为同行的电镀液日常监测提供参考依据，确保电镀镍液分析结果的准确、及时。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

1.1.1 仪器

移液管三个（1 ml、2 ml、5 ml）、锥形瓶（250 ml）、酸式滴定管（25 ml）、碱式滴定管（25 ml）、容量瓶两个（1 000 ml、500 ml）。

1.1.2 试剂

紫脲酸胺指示剂、pH＝10.0的缓冲溶液、0.1 M EDTA标准溶液、饱和铬酸钾溶液、0.1 M标准硝酸银溶液、甘油混合液、酚酞指示剂、甲基红指示剂、0.05 M标准氢氧化钠溶液。以上试剂有效期为不超过两个月。当溶液出现浑浊、沉淀、颜色变化等现象时，应重新制备。

1.1.3 配制、标定试剂

（1）0.1 M EDTA标准溶液

用万分之一天平准确称取（37.224 0±0.000 1）g的EDTA（乙二胺四乙酸二钠）固体，放入500 ml烧杯中，加水200 ml，放在电炉上加热至EDTA固体全部溶解，冷却后移入1000 ml容量瓶中，稀释至刻度，摇匀，此溶液即为0.1 M EDTA标准溶液。

用万分之一天平准确称取（0.300 0±0.000 1）g的氧化锌固体，用少量水润湿，加2 ml盐酸溶液（20%）溶解，加100 ml水，用氨水溶液（10%）调节溶液pH至7～8，加10 ml氨—氯化铵缓冲溶液（pH≈10）及5滴铬黑T指示液（5 g/L），用配制好的EDTA溶液滴定至溶液由紫色变为纯蓝色。同时做空白试验。

（2）0.1 M标准硝酸银溶液

用万分之一天平准确称取（16.987 0±0.000 1）g的硝酸银固体，放入500 ml烧杯中，加水200 ml，全部溶解后，移入1 000 ml棕色容量瓶中，稀释至刻度，摇匀，此溶液即为0.1 M标准硝酸银溶液。

（3）0.1 M标准氢氧化钠溶液

用电子天平称取大约（2.0±0.1）g的氢氧化钠固体，放入500 ml烧杯中，加水溶解后，移入500 ml塑料瓶中，摇匀待标定。用万分之一天平准确称取（5.105 8±0.000 1）g的邻苯二甲酸氢钾，放入250 ml锥形瓶中，加入50 ml水，完全溶解后，定容摇匀。

（4）pH＝10.0的缓冲溶液

用万分之一天平准确称取（27.000 0±0.100 0）g NH4Cl，放入烧杯中，加入200 ml水，溶解，再加入氨水180 ml，移入500 ml容量瓶内，稀释至刻度即可。

（5）甘油—柠檬酸三钠混合液

用万分之一天平准确称取（50.000 0±0.100 0）g柠檬酸三钠，放入烧杯中，加水溶解，再加入甘油500 ml，用水稀释至1 000 ml，摇匀备用。

（6）酚酞指示剂

用电子天平称取（0.10±0.01）g的酚酞于100 ml容量瓶中，加入60 ml乙醇，用水稀释定容。

（7）甲基红指示剂

用电子天平称取（0.10±0.01）g的甲基红溶于250 ml 容量瓶中，加入13.10 ml氢氧化钠标准溶液（0.02 mol/L），用水稀释定容。

1.2 检测方法

1.2.1 镍离子（Ni2+）含量的测定

测定方法为EDTA络合滴定法，以紫脲酸胺为指示剂。用1 ml移液管吸取1.0 ml液置于250 ml三角瓶中，加水10.0 ml；再加pH＝10.0的缓冲溶液5.0 ml（此操作须在通风橱内进行，防止氨水呛伤），溶液呈天蓝色；加入紫脲酸胺指示剂少许，将0.1 M EDTA标准溶液装入25 ml酸式滴定管内，滴定到棕黄色变为紫色为终点。计算方法：

其中，M——EDTA标准溶液的摩尔浓度；

V1——消耗标准液毫升数；

V2——吸取的电镀液毫升数；

58.70 ——Ni的摩尔质量。

1.2.2 氯离子（Cl-）含量的测定

测定方法用沉淀滴定法，以饱和铬酸钾溶液为指示剂。用1 ml移液管吸取电镀液1.00 ml，置于250 ml三角瓶中，加水10 ml；加饱和铬酸钾溶液2～3滴，将0.1 M标准硝酸银溶液装入25 ml酸式滴定管中，滴定到生成白色沉淀略带淡红色为终点。计算方法：

其中，M——标准硝酸银溶液的摩尔浓度；

V1——消耗标准溶液毫升数；

V2——吸取电镀液毫升数；

35.5 ——Cl的摩尔质量。

1.2.3 硼酸（H3BO3）含量的测定

用1 ml移液管吸取电镀液1.00 ml置于250 ml三角瓶中，加甘油混合液20 ml、水25 ml，再加2滴酚酞和2滴甲基红指示剂；将0.1 M标准氢氧化钠溶液放入25 ml碱式滴定管中，滴定到变为淡红色为终点。计算方法：

其中，M——标准氢氧化钠溶液摩尔浓度；

V1——消耗标准溶液毫升数；

V2——吸取电镀液毫升数；

61.8 ——H3BO3的摩尔质量。

2 检测数据分析

2.1 镍离子浓度控制图

图1 镍离子浓度控制图

从镍离子浓度控制图（图1）中可以看出镍离子浓度随时间的变化趋势，及时发现异常情况。例如7月17日发现检测数据超出控制下限，分析原因可能是由于6月19日以后每周持续往电镀液中加水，导致镍离子浓度过低，应立即通知生产部门停止加水。采取措施以后，7月31日起镍离子浓度已有回升趋势。

2.2 氯离子浓度控制图

图2 氯离子浓度控制图

从氯离子浓度控制图（图2）中也可以看出7月17日的检测数据超出控制下限，进一步加深了电镀液中水量加多的证据。

2.3 硼酸浓度控制图

图3 硼酸浓度控制图

从硼酸浓度控制图（图3）中可以看出，6月17日的硼酸浓度超出控制上限，分析原因是取样前电镀液中刚加完硼酸，电镀槽中的溶液还未混合均匀。几个小时后重新取样检测结果，恢复正常。

3 结论

本文介绍的电镀镍镀液中镍离子、氯离子和硼酸的检测方法简便、有效，把每次的检测结果记录到控制图中，可以使抽象数据直观化，使检测数据一目了然，从而将各组数据所蕴藏的各种信息及时充分地展现出来，以便于研究人员及时掌控检测过程中出现的异常情况，保证了电镀镍镀液各化学成分监控的及时、准确。

[1]胡伯胜, 周红, 喻盼春. Excel在EDTA标准滴定溶液标定中的应用[J]. 中国卫生产业, 2013(5): 107.

[2]杜静, 王志婷, 陈泓文, 等. 滴定法测定水中总硬度不确定度评定[J]. 海峡预防医学杂志, 2013, 19(2): 56-58.

[3]蔡伟元. EDTA标准滴定溶液浓度平均值不确定度的评定[J].内蒙古石油化工, 2015(10): 47-49.

[4]张靖佳. 四碱式硫酸铅的制备及其性能[D]. 哈尔滨: 哈尔滨师范大学, 2013.

[5]李梅, 魏磊, 王亚平, 等. 三氟化氮生产中废电解质镍含量的快速测定[J]. 化学推进剂与高分子材料, 2015, 13(3): 92-94.

万卓，女，2006年毕业于东北大学，硕士，工程师，国家一级注册计量师。主要从事医疗仪器的检定和校准工作。

E-mail: lucky2005sense@163.com

Determination Method of Nickel Ion, Chlorine Ion and Boric Acid in Nickel Electroplating Solution

WAN Zhuo
(Shenyang Metrology Testing Institution, Shenyang, Liaoning,110179, China)

The nickel ion, chlorine ion and boric acid are three important chemical components in nickel electroplating solution. Presented is the determination method of these three components. The changes of the detection results are monitored by control graphs. The results show that, such a determination method is simple and fast, and the control graph is helpful for discovery of the unusual situation in the determination procedure. Research work can be regarded as a reference for the routine monitor in nickel electroplating industries.

Nickel Electroplating; Nickel Iron; Chlorine Ion; Boric Acid

O657.31

B

2095-8412 (2016) 06-1094-03

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.06.009