郭崇武

(廣州超邦化工有限公司，廣東 廣州 510460)

引 言

測定鋼鐵電拋光溶液中的硫酸和磷酸，早期采用的方法沒有考慮亞鐵離子對(duì)測定的影響［1］，分析結(jié)果誤差較大。有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道了對(duì)該分析方法的改進(jìn)［2］，用檸檬酸三鈉與亞鐵離子生成絡(luò)合物以達(dá)到掩蔽亞鐵離子的目的。實(shí)驗(yàn)表明，檸檬酸三鈉與亞鐵離子絡(luò)合時(shí)其分子中的羥基能釋放出一個(gè)氫離子，使測定磷酸的結(jié)果偏高［3-4］。另據(jù)資料報(bào)道［5］，用EDTA掩蔽亞鐵離子，以酚酞作指示劑用氫氧化鈉滴定磷酸二氫根。實(shí)驗(yàn)表明，EDTA分子中的羧基與亞鐵離子絡(luò)合時(shí)釋放出氫離子，使測定結(jié)果嚴(yán)重偏高，該方法也不可行。為了滿足電鍍生產(chǎn)廠家的要求，重新探討了鋼鐵電拋光溶液中硫酸和磷酸的分析方法。

1 分析方法

1.1 方法要點(diǎn)

以甲基橙作指示劑，用氫氧化鈉滴定硫酸和磷酸的總量。然后，用亞鐵氰化鉀與亞鐵離子等生成沉淀物，達(dá)到掩蔽金屬離子目的，以酚酞作指示劑，用氫氧化鈉滴定磷酸二氫根，得到磷酸的質(zhì)量濃度。從硫酸和磷酸的總量中減去磷酸的量得到硫酸的質(zhì)量濃度。

1.2 試 劑

10%亞鐵氰化鉀溶液;甲基橙指示劑;酚酞指示劑;0.1mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液。

1.3 分析步驟

吸取鋼鐵電拋光溶液2mL于100mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻，吸取稀釋液10mL于250 mL錐形瓶中，加60mL水，2～3滴甲基橙指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至試液呈黃色為終點(diǎn)。加10mL亞鐵氰化鉀溶液，搖勻，試液呈現(xiàn)藍(lán)綠色，加3～4滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至紫色，30s不退色為滴定終點(diǎn)。

1.4 計(jì) 算

ρ(H2SO4)(g/L)=49.04c(V1－ V2)/V0

ρ(H3PO4)(g/L)=98.00cV2/V0

式中:49.04等于1/2硫酸的相對(duì)分子質(zhì)量;98.00為磷酸的相對(duì)分子質(zhì)量;c為氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L;V1為滴定硫酸和磷酸總量時(shí)消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL;V2為滴定磷酸二氫根時(shí)消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL;V0為吸取試樣的體積，本法中為0.2mL。

2 方法探討

2.1 檸檬酸三鈉掩蔽法

配制質(zhì)量濃度為50g/L的七水合硫酸亞鐵溶液，吸取0.2mL于250mL錐形瓶中，加50mL水，加10mL 10%的檸檬酸三鈉溶液，加4滴酚酞指示劑，用0.1mol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至紅色，消耗0.35mL氫氧化鈉溶液。通過計(jì)算可知，一個(gè)檸檬酸三鈉分子與一個(gè)亞鐵離子絡(luò)合時(shí)釋放出一個(gè)氫離子。對(duì)以上測定結(jié)果按分析鋼鐵電拋光溶液中的磷酸計(jì)算，其質(zhì)量濃度為17.6g/L，因此，檸檬酸三鈉并不是亞鐵離子的有效掩蔽劑。

2.2 EDTA 掩蔽法

吸取10mL 0.05mol/L EDTA溶液于250mL錐形瓶中，加水 50mL，加 4滴酚酞指示劑，用 0.1 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至紅色，加0.2 mL 50g/L的七水合硫酸亞鐵溶液，試液轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色，繼續(xù)用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至紅色，消耗0.7mL。

計(jì)算表明，一個(gè)乙二胺四乙酸二鈉分子與一個(gè)亞鐵離子絡(luò)合后，其分子中的兩個(gè)羧基釋放出兩個(gè)氫離子。如果按分析鋼鐵電拋光溶液中的磷酸計(jì)算，其質(zhì)量濃度為35.1g/L，由此可見，用EDTA掩蔽亞鐵離子的測定誤差比用檸檬酸三鈉作掩蔽劑高一倍。在文獻(xiàn)［5］中，用EDTA掩蔽亞鐵離子時(shí)，以酚酞作指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定EDTA電離產(chǎn)生的氫離子，其實(shí)，這項(xiàng)措施只能部分消除EDTA對(duì)測定磷酸二氫根的影響。

2.3 亞鐵氰化鉀沉淀法

亞鐵氰化鉀與重金屬離子能生成穩(wěn)定的沉淀物，以酚酞作指示劑用氫氧化鈉滴定弱酸，可用亞鐵氰化鉀掩蔽鋅離子和鈷離子［6-7］，亞鐵氰化鉀與亞鐵離子生成亞鐵氰化亞鐵，沉淀物為藍(lán)色且顏色較深，對(duì)酸堿滴定法有一定的影響，因此，在用氫氧化鈉滴定弱酸時(shí)，一般不太適宜使用亞鐵氰化鉀掩蔽亞鐵離子。但當(dāng)亞鐵離子濃度較低時(shí)，用亞鐵氰化鉀作掩蔽劑對(duì)滴定終點(diǎn)變色的影響不大，實(shí)驗(yàn)表明，鋼鐵電拋光溶液中七水合硫酸亞鐵的質(zhì)量濃度小于75g/L時(shí)，使用亞鐵氰化鉀掩蔽劑不影響對(duì)終點(diǎn)的判斷。

吸取0.2mL 50g/L七水合硫酸亞鐵于250mL錐形瓶中，加50mL水，10mL 10%亞鐵氰化鉀溶液，4滴酚酞指示劑，加0.04mL 0.1mol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，試液變?yōu)榧t色。試驗(yàn)表明，用亞鐵氰化鉀能夠完全掩蔽亞鐵離子，用亞鐵氰化鉀還能夠掩蔽鋼鐵電拋光溶液中的三價(jià)鉻離子、鎳離子以及少量的三價(jià)鐵離子等。

2.4 三氧化鉻的影響

當(dāng)鋼鐵電拋光溶液中含有三氧化鉻時(shí)，三氧化鉻對(duì)測定硫酸和磷酸都有影響，當(dāng)甲基橙指示劑變色時(shí)，三氧化鉻生成鉻酸氫根，當(dāng)酚酞指示劑變色時(shí)，鉻酸氫根轉(zhuǎn)變成鉻酸根。由于三氧化鉻的質(zhì)量濃度比硫酸和磷酸低得多，忽略三氧化鉻對(duì)測定硫酸和磷酸的干擾，對(duì)工作液的維護(hù)也沒有明顯的影響。目前，由于對(duì)使用Cr(Ⅵ)的限制，業(yè)內(nèi)正趨向于使用不含三氧化鉻的鋼鐵電拋光工藝。

3 結(jié)論

測定鋼鐵電拋光溶液中的硫酸和磷酸，不能使用檸檬酸三鈉或EDTA掩蔽亞鐵離子，而用亞鐵氰化鉀作掩蔽劑，則能夠消除亞鐵離子及其它重金屬離子對(duì)測定的影響。本法操作簡單，結(jié)果準(zhǔn)確，優(yōu)于其它分析方法。

［1］ 武漢材料保護(hù)研究所.常用電鍍?nèi)芤旱姆治觯跰］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1974:289-291.

［2］ 郭崇武.鋼鐵電拋光溶液中硫酸和磷酸測定方法的改進(jìn)［J］.電鍍與精飾，2000，22(6):28-29.

［3］ 郭崇武.鎳-鐵合金鍍液中硼酸的分析［J］.電鍍與精飾，2010，32(9):39-40.

［4］ 郭崇武.鎳-鈷合金鍍液中硼酸的快速分析［J］.電鍍與環(huán)保，2010，30(4):40-41.

［5］ 徐紅娣，鄒群.電鍍?nèi)芤悍治黾夹g(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003:411-414.

［6］ 郭崇武.酸性鍍鋅溶液中硼酸的分析方法［J］.電鍍與精飾，2008，30(7):42-43.

［7］ 郭崇武.鍍鈷溶液中硼酸的快速分析［J］.電鍍與精飾，2010，32(11):40-41.