氯化物型三价铬镀铬液中铁的分光光度法测定

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（广州超邦化工有限公司，广东 广州 510460）

氯化物型三价铬镀铬液中铁的分光光度法测定

周兵玉*，郭崇武，李小囝

（广州超邦化工有限公司，广东 广州 510460）

在氢离子浓度为0.1 ～ 0.8 mol/L的硝酸介质中，硫氰酸盐与铁离子生成稳定的红色配合物。利用这一特性用分光光度法测定氯化物型三价铬镀铬液中的铁含量。镀液中有色物质三价铬对测定的影响用不加硫氰酸钾的试液作空白来消除。以空白底液作参比，在波长480 nm处测定显色液的吸光度。测定结果的相对平均偏差为0.52%，回收率为98.2% ～ 101.0%。

三价铬镀铬液；铁；硫氰酸钾；分光光度法；测定

First-author’s address: Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd., Guangzhou 510460, China

铁离子是氯化物型三价铬镀铬液中的必要成分，可以提高电流密度上限并使镀层色泽均匀，但其含量偏高时会导致镀层耐蚀性下降，含量过高时镀层发雾[1-2]。目前，对该体系镀液中铁含量的分析方法还未见报道，操作者一般凭经验向镀液中补加铁盐，往往当出现不良品时才能发现镀液的故障。为此，参考有关文献[3]，制定了测定氯化物型三价铬镀铬液中铁含量的分光光度法。

1 分析方法

1. 1原理

在[H+]= 0.1 ～ 0.8 mol/L硝酸介质中，硫氰酸盐与铁离子生成稳定的红色配合物。利用这一特性，以分光光度法测定氯化物型三价铬镀铬液中的铁。镀液中的配位剂甲酸盐与铁离子的配合能力较弱，对铁的测定无影响。镀液中有色物质三价铬对测定的影响可用试液本身作参比液来消除。以不加硫氰酸钾的空白液作参比，在波长480 nm处测定显色液的吸光度，在标准曲线上查得镀液中铁的质量浓度。

1. 2试剂

(1) 2 + 8硝酸：质量分数为65% ～ 68%的硝酸与水的体积比为2∶8。

(2) 硫氰酸钾溶液：100 g/L硫氰酸钾水溶液。

(3) 铁标准溶液：称取分析纯十二水合硫酸铁铵8.634 g溶于1 000 mL容量瓶中，加浓硫酸10 mL，加水稀释至刻度，摇匀。吸取该溶液10 mL于1 000 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。此标准溶液中含铁10.0 mg/L。

1. 3标准曲线的绘制

分别吸取铁标准溶液0、5、10、15和20 mL于5只50 mL容量瓶中，加2 + 8硝酸10 mL、硫氰酸钾溶液10 mL，再加水稀释至刻度，摇匀。用1 cm比色皿，以水作参比液，在波长480 nm处测定，所得吸光度对应镀液中铁的质量浓度计算如下：

式中 ρ(Fe)表示镀液中铁的质量浓度(mg/L)，c为铁标准溶液中铁的质量浓度(mg/L)，V为吸取铁标准溶液的体积(mL)，V0为分析镀液时吸取试样的体积(本法吸取1 mL)。以镀液中铁的质量浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

1. 4测定

分别吸取氯化物型三价铬镀铬液1 mL于两只50 mL容量瓶中，加2 + 8硝酸10 mL。一只容量瓶加水稀释至刻度，摇匀，此液作空白液；另一只容量瓶加硫氰酸钾溶液10 mL后加水稀释至刻度，摇匀，此液为显色液。用1 cm比色皿，以空白液作参比，在波长480 nm处测定显色液的吸光度，在标准曲线上查得铁的质量浓度。

2 结果与讨论

2. 1亚铁离子的氧化

氯化物型三价铬镀铬液中添加铁离子，电镀过程中铁离子在阴极上能够被还原，生成少量的亚铁离子。加硝酸能将亚铁离子氧化成铁离子，测定结果为镀液中铁的总量。

2. 2三价铬的影响

三价铬盐是镀液中的主盐，向试液中加入硫氰酸钾后，三价铬离子也能与硫氰酸根生成颜色较深的配离子，使试液的吸光度增大，但反应缓慢，在本法所需的测定时间内只能生成微量的配离子，不足以干扰铁的测定。取氯化物型三价铬镀铬液按本法分析，在显色后1、5、10、15和20 min测定，其吸光度分别为0.132、0.132、0.132、0.132和0.134，说明试液的吸光度在15 min内基本保持不变，稳定性满足测定要求。

2. 3镍杂质的影响

一般在光亮镍镀层上进行三价铬镀铬，三价铬镀铬液中不可避免地会带入镍杂质。镍是三价铬镀铬液中的有害杂质，一般不允许超过 30 mg/L。镍离子能与硫氰酸根生成颜色稍微深一些的绿色配离子，对试液的吸光度可能产生影响。配制含镍60 mg/L的硫酸镍溶液，分别吸取1 mL于两只50 mL容量瓶中。一只容量瓶中加2 + 8硝酸10 mL，加水稀释至刻度，摇匀；另一只中加2 + 8硝酸10 mL，硫氰酸钾溶液10 mL，加水稀释至刻度，摇匀。用1 cm比色皿，以不加硫氰酸钾的试液作参比液，在波长480 nm处测定另一试液的吸光度，所得吸光度为零，说明镍杂质在允许的含量范围内对铁的测定无影响。

2. 4配位剂(甲酸盐)的影响

氯化物型三价铬镀铬一般采用甲酸盐作配位剂。分别吸取铁标准溶液5 mL于两只50 mL容量瓶中，加2 + 8硝酸10 mL，硫氰酸钾溶液10 mL，向一只容量瓶中加50 g/L的甲酸铵溶液10 mL，另一只不加，加水稀释至刻度，摇匀，以水作参比液，用1 cm比色皿在波长480 nm处测定，所得吸光度均为0.139。由此可见，甲酸盐对铁的测定无影响。

2. 5精密度和回收率

在Trich-6561氯化物型三价铬镀铬液中准确加入502 mg/L的十二水合硫酸铁铵，镀液中含铁58.1 mg/L。用本法平行测定6次，所得镀液中铁的质量浓度为58.4、58.0、58.7、57.3、57.6和58.0 mg/L，平均值为58.0 mg/L，相对平均偏差为0.52%，回收率为98.6% ～ 101.0%。

3 结语

本法简单、快速、准确，解决了目前控制氯化物型三价铬镀铬液中铁含量所面临的困难。

[1] 赖奂汶, 郭崇武. 氯化物体系三价铬电镀新工艺及其镀层性能[J]. 电镀与涂饰, 2013, 32 (1): 18-20.

[2] 郭崇武, 赖奂汶. 三价铬电镀装饰铬新工艺[J]. 电镀与环保, 2015, 35 (3): 11-14.

[3] 郭崇武. 镍–铁合金镀液中三价铁的分析[J]. 材料保护, 1993, 26 (7): 26-27.

[ 编辑：温靖邦 ]

Spectrophotometric determination of iron in a chloridic trivalent chromium electroplating bath

// ZHOU Bing-yu*, GUO Chong-wu, LI Xiao-jian

The iron content in a chloridic trivalent chromium plating bath by spectrophotometry based on the reaction of thiocyanate with iron ions in nitric acid media containing 0.1-0.8 mol/L H+forming stable red complexes. The effect of colored trivalent chromium is eliminated by using the blank solution without potassium thiocyanate. The absorbance of the chromogenic solution is determined at a wavelength of 480 nm with the blank solution as reference. The method has a relative average deviation of 0.52% and a recovery ranging from 98.2% to 101.1%.

trivalent chromium electroplating bath; iron content; potassium thiocyanate; spectrophotometry; determination

10.19289/j.1004-227x.2017.03.010

TQ153.2; O655.25

：A

：1004 – 227X (2017) 03 – 0171 – 02

2016–12–19

周兵玉（1978–），男，湖北长阳人，大专学历，应用化学专业，从事电镀工艺维护工作。

作者联系方式：(E-mail) bingyu.zhou@ultra-union.com。