测定镀镍溶液中镍含量的新方法

郭崇武*，陈建锐，李小花

（广州超邦化工有限公司，广东 广州 510460）

【分析测试】

测定镀镍溶液中镍含量的新方法

郭崇武*，陈建锐，李小花

（广州超邦化工有限公司，广东 广州 510460）

用三乙醇胺掩蔽镀镍溶液中的铝和铁杂质，加氨-氯化铵缓冲溶液调节试液的pH至10，以紫脲酸铵作指示剂，用EDTA标准溶液滴定镍离子。测定结果的相对标准偏差为0.13%，回收率为99.34%。本法简单、准确、环保。

镀镍溶液；杂质；三乙醇胺；掩蔽剂；镍；乙二胺四乙酸；滴定

现代镀镍溶液包含硫酸镍、氯化镍、硼酸、主光亮剂、辅助光亮剂等成分，一般用于电镀钢铁件、锌铝合金压铸件、铝合金件等。掉落到镀槽中的工件被腐蚀后会产生铁、锌、铝等杂质，铁和锌能与镍共沉积，其含量一般较低，铝杂质则能够在镀槽中积累到较高的浓度。关于镀镍溶液中镍含量的分析，常用电镀工具书中均未涉及铁和铝杂质的掩蔽问题[1-3]，较新版本的工具书中提到了用酒石酸钾钠掩蔽铁杂质和用氟化铵掩蔽铝杂质的方法[4]。但氟化铵的毒性较高，且会对环境造成长期的危害。为此，在开发铁和铝杂质掩蔽方法[5]的基础上，制定了测定镀镍溶液中镍含量的新方法。

1 分析方法

1.1 原理

用三乙醇胺掩蔽镀镍溶液中的铁和铝杂质，加氨-氯化铵缓冲溶液调节试液的pH至10，以紫脲酸铵作指示剂，用EDTA标准溶液滴定镍。

1.2 试剂

(1) 三乙醇胺溶液：100 g/L的三乙醇胺水溶液。

(2) 氨-氯化铵缓冲溶液：27 g氯化铵以水溶解，加25% ～ 28%的浓氨水175 mL，再加水稀释至1 L。

(3) 紫脲酸铵指示剂：0.2 g紫脲酸铵与100 g氯化钠混合后研磨均匀。

(4) EDTA标准溶液：0.05 mol/L的乙二胺四乙酸二钠水溶液。

1.3 测定

吸取镀镍溶液1 mL于300 mL锥形瓶中，加水50 mL稀释，再加三乙醇胺溶液10 mL、氨-氯化铵缓冲溶液10 mL、紫脲酸铵指示剂少许，用EDTA标准溶液滴定至试液由黄绿色变成紫红色为终点。

1.4 计算

式中ρ(Ni2+)表示镍的质量浓度(g/L)，58.71为镍的摩尔质量(g/mol)，c为EDTA标准溶液的浓度(mol/L)，V为滴定中消耗EDTA标准溶液的体积(mL)，V0为吸取镀镍溶液的体积(mL)。

2 讨论

2.1 铝和铁杂质的掩蔽

在现有的分析方法中，一般用氟化铵掩蔽铝杂质，但氟化铵有毒性，且腐蚀性较强。文献[5]在测定镀锌溶液中的锌含量时开发了用三乙醇胺掩蔽铝和铁杂质的新方法。

用分析纯试剂配制含铝2 g/L的硫酸铝溶液，吸取1 mL该溶液于300 mL锥形瓶中，加水50 mL、三乙醇胺溶液10 mL、氨-氯化铵缓冲溶液10 mL、紫脲酸铵指示剂少许，试液呈指示剂本身的紫红色，三乙醇胺合铝(III)配离子不与紫脲酸铵发生反应。吸取含镍20.00 g/L的硫酸镍溶液1 mL于该锥形瓶中，用EDTA标准溶液滴定，测得ρ(Ni2+)= 19.86 g/L，回收率为99.3%。可见用本法测定镍时，三乙醇胺能够完全掩蔽铝离子。

用分析纯试剂配制含铁2 g/L的硫酸铁铵溶液，吸取1 mL该溶液于300 mL锥形瓶中，加水50 mL、三乙醇胺溶液10 mL、氨-氯化铵缓冲溶液10 mL、紫脲酸铵指示剂少许，试液呈紫红色，再吸取含镍20.00 g/L的硫酸镍溶液1 mL于该锥形瓶中，用EDTA标准溶液滴定得到ρ(Fe3+)= 19.92 g/L，回收率为99.6%。这说明用本法测定镍，三乙醇胺也能完全掩蔽铁离子。

在镀镍溶液中，铁杂质以亚铁离子形式存在。在碱性条件以及有三乙醇胺配位剂存在的情况下，亚铁离子被氧分子氧化成铁离子，随后与三乙醇胺生成稳定的配合物。

2.2 其他杂质的影响

镀镍溶液中一般含有锌杂质，但含量很低[6]，一般不超过20 mg/L。用EDTA滴定镍时，锌杂质将一同被滴定。以镀镍溶液中含镍60 g/L和锌杂质20 mg/L计算，锌杂质使镍的测定结果偏高0.033%，其影响可以忽略不计。镀镍溶液中铜杂质一般不超过5 mg/L，铜杂质不影响紫脲酸铵指示剂的变色反应，因此对镍的测定影响甚微。

2.3 精密度

从电镀车间取镀镍溶液按本法平行测定6次，ρ(Ni2+)分别为58.24、58.36、58.36、58.30、58.45和58.42 g/L，平均值为58.36 g/L，相对标准偏差为0.13%。

2.4 回收率

在实验室用分析纯试剂配制镀镍溶液：六水合硫酸镍240.00 g/L，六水合氯化镍45.00 g/L，硼酸45 g/L，光亮剂0.5 mL/L，辅助剂10 mL/L，再加七水合硫酸亚铁1 g/L及十八水合硫酸铝1 g/L作为杂质。计算可知镀液中含镍64.72 g/L，按本法测定ρ(Ni2+) = 64.29 g/L，回收率为99.34%。

3 结论

用三乙醇胺掩蔽镀镍溶液中的铝和铁杂质，在pH = 10的条件下以EDTA容量法测定镍，方法简单、准确、环保。

[1] 武汉材料保护研究所.常用电镀溶液的分析[M].北京: 机械工业出版社, 1974: 115-117.

[2] 张允诚, 胡如南, 向荣, 等.电镀手册(上册)[M].2版.北京: 国防工业出版社, 1997: 1069-1070.

[3] 徐红娣, 邹群.电镀溶液分析技术[M].北京: 化学工业出版社, 2003: 94-98.

[4] 戴永胜.电镀化学分析手册[M].北京: 化学工业出版社, 2013: 410-412.

[5] 郭崇武.无氰碱性镀锌溶液中锌的分析方法[J].电镀与精饰, 2015, 37 (1): 42-43.

[6] 郭崇武.滚镀光亮镍镀液的维护[J].电镀与精饰, 2012, 34 (3): 34-38.

Novel method for determination of nickel content in a nickel electroplating bath

GUO Chong-wu*, CHEN Jian-rui,LI Xiao-hua

The aluminum and iron impurities in a nickel electroplating bath are masked by triethanolamine, and the ammonia-ammonium chloride buffer solution is added to the test solution to adjust its pH to 10.The nickel ions are then titrated by EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) standard solution with murexide as indicator.The method features a relative standard deviation of 0.13% and a recovery of 99.34%, and is simple, accurate and environment-friendly.

nickel electroplating bath; impurity; triethanolamine; masking agent; nickel; ethylenediaminetetraacetic acid;titration

Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd., Guangzhou 510460, China

TQ153.2; O655.25

A

1004 - 227X (2017) 20 - 1113 - 02

10.19289/j.1004-227x.2017.20.010

2017-09-07

2017-10-09

郭崇武（1960-），男，吉林辉南人，学士，表面化学与电化学专业，腐蚀与防护高级工程师，从事电镀添加剂与电镀工艺开发工作，在国内外发表论文150余篇，获得国内专利授权10项，中国表面工程协会专家库专家，《电镀与精饰》杂志编委，广州市发明协会理事。

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

[ 编辑：温靖邦 ]