摘要:通过实验的方式,对电镀溶液中铜、锡的实验测定进行了详细探讨，并对各种实验测定测定条件进行了优化选择。
关键词:电镀溶液;铜;锡;实验测定
电镀(Electroplating)就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。文章通过实验的方式,对电镀溶液中铜、锡的实验测定进行了详细探讨。
1·实验方法
1.1焦磷酸盐和正磷酸盐的测定
在第一份镀铜锡液中，加入NaOH溶液使铜离子生成氢氧化铜沉淀.除去铜，取一定体积的溶液，加入一定过量的锌标准溶液，在pH为3.8时与P2O74-形成焦磷酸锌沉淀，过滤，弃去沉淀,用EDTA标准溶液滴定过量的锌，以示波器图中锌切口的消失为终点，计算出焦磷酸盐含量。在测定过的焦磷酸根的溶液中，加入一定过量的硫酸镁标准溶液，使之与磷酸根生成磷酸铵镁沉淀，过滤，沉淀弃去，滤液中加入已知过量的EDTA标准溶液与镁配合，过量的EDTA以锌标准溶液滴定至示波器图上锌的切口出现为终点，从而可以测出正磷酸盐的含量。
1.2铜锡含量的测定
取第二份镀铜锡液，将镀液酸化，加热煮沸,破坏焦磷酸盐使其转化为正磷酸盐，硫脲和铜能生成稳定的配合物，氟化铵与锡可生成稳定的配合物。因此，在六次甲基四胺缓冲溶液的pH为5～6时，利用铅在交流极谱的示波器上产生敏锐切口的性质，在此条件下取一份一定体积的试液，加入已知过量的EDTA，使其与铜、锡完全配合后,用铅标准溶液滴定至切口出现为终点。用硫脲解蔽铜使与铜配合的EDTA全部释放出来，用铅标准溶液滴定至切口出现为终点，可求得铜的含量;然后加入氟化铵使与锡配合的EDTA释放出来，再用铅标准溶液滴定至切口重新出现为终点，可测定锡的含量。
2·实验部分
2.1仪器和试剂
SL-1型交流示波极谱滴定仪;汞膜电极;钨电极;电磁搅拌器;pHS10A型酸度计。EDTA标准溶液(0.05mol/L);硫酸镁标准溶液(0.05mol/L);醋酸锌标准溶液(0.20mol/L);氨水比重0.88;40%氢氧化钠;缓冲溶液(pH=10):溶解54g氯化铵于水中，加入350mL氨水，加水稀释至1L;醋酸1mol/L;铅标准溶液0.05mol/L;氯化钾固体;盐酸1：5;30%六次甲基四胺缓冲溶液(每10mL中加入1.5g氯酸钾，用硝酸调至pH值为5.8);20%氟化铵溶液;饱和硫脲溶液。
2.2实验过程
2.2.1镀液中焦磷酸盐及正磷酸盐的连续测定
用移液管吸取1mL镀液于200mL烧杯中，加50℃水50mL，滴加40%NaOH溶液以沉淀铜,冷却，过滤，洗涤数次，滤液与洗涤液合并，然后加入1mol/L醋酸10~15mL，使溶液pH值为3.8~4.0。准确加入25mL醋酸锌溶液，煮沸,冷却后移入100mL容量瓶中，加水稀释至刻度,摇匀，干纸过滤。准确吸取50mL滤液于200mL烧杯中，加入NH3-NH4Cl缓冲溶液10~15mL,以0.05mol/LEDTA溶液滴定至示波器图中锌的切口消失为终点。
总焦磷酸根的浓度为：CP2O74-/(mol·L-1)=(C1V1-2C2V2)/2n,式中，C1为标准醋酸锌溶液的浓度(mol/L);V1为耗用标准醋酸锌溶液的体积mL;C2为标准EDTA溶液的浓度(mol/L);V2为耗用标准EDTA溶液的体积mL;n为镀液的体积mL。
在滴定焦磷酸根后的溶液中，准确加入硫酸镁标准溶液20mL，氨水10mL，加热至沸，生成结晶沉淀MgNH4PO4·6H2O，再加氨水5mL,冷却,过滤,用水洗几次,将滤液与洗液合并,加入EDTA溶液20mL，使之与溶液中的Mg2+离子配合完全，然后以锌标准溶液滴定至示波器图中锌的切口重新出现为终点。
正磷酸根的浓度为：CPO43-/(mol/L)=C1′V1′-(C2′V2′-C3′V3′)/n,式中,C1′为硫酸镁标准溶液的浓度(mol/L);V1′为耗用硫酸镁标准溶液的体积mL;C2′为EDTA标准溶液的浓度(mol/L);V2′为耗用EDTA标准溶液的体积mL;C3′为锌标准溶液的浓度(mol/L);V3′为耗用的锌标准溶液的体积mL;n为镀液的体积mL。
2.2.2镀液中铜、锡的连续测定
用移液管吸镀液1mL,置于100mL烧杯中,加入氯化钾0.5g左右，1：5盐酸10mL,加热煮沸2~3min,趁热加入0.05mol/LEDTA标准溶液15mL,加热至沸,保温2~3min,流水冷却。加六次甲基四胺缓冲溶液调节pH为5.8,用0.05mol/L铅标准溶液滴定至示波器图中铅切口出现.滴加饱和硫脲溶液至蓝色退尽,再加过量(3mL左右),复用0.05mol/L铅标准溶液滴定至示波器图中铅切口出现为终点，消耗铅标准溶液的体积为V1mL;加入20%氟化铵10mL,放置片刻,继续用0.05mol/L铅标准溶液滴定至示波器图中铅切口复出现，消耗铅标准溶液的体积为V2mL。
2.3结果计算
焦磷酸铜的浓度为CCu2P2O7/(mol/L)=CPbV1/2n,锡酸钠的浓度为CNaSnO3·3H2O/(mol/L)=CPbV2/n,式中,Cpb/(mol/L)为标准铅溶液的浓度;n为镀液的体积mL;V1为镀液中焦磷酸铜消耗铅标准溶液的体积mL;V2为镀液中锡酸钠消耗铅标准溶液的体积mL。
3·结果与讨论
3.1酸度的选择
3.1.1焦磷酸盐与正磷酸盐连续测定的酸度选择
在pH=10的NH3-NH4Cl的缓冲溶液中,Zn2+的交流示波图较好，作为滴定的底液较为理想，能准确地检测出滴定终点。
3.1.2铜、锡连续测定的酸度选择??
实验证明,用六次甲基四胺作缓冲溶液，pH在5~6的范围中,铅的切口敏锐,能准确检测出滴定终点。为防止锡水解产生沉淀，应在pH为1~2左右时加入已知过量的EDTA使其与待测离子完全配合，再加入缓冲溶液调节pH为5.8进行测定。
3.2掩蔽剂的选择
在铜、锡连续测定中，硫脲是选择性较好的掩蔽剂，它只能与铜等少量的金属离子生成稳定的配合物,使与铜配合的EDTA释放出来;氟化铵与锡生成配合物的稳定性高，可以使与锡配位的EDTA定量释放出来，且过量的部分不影响交流示波极谱图形，在本分析中为理想的掩蔽剂.
3.3沉淀剂的选择
焦磷酸盐及正磷酸盐的连续测定中，在pH为3.8时，锌标准溶液中的Zn2+离子与P2O74-离子生成Zn2P2O7沉淀，沉淀完全。在氨性溶液中,Mg2+与PO43-离子生成沉淀MgNH4PO4·6H2O,KSP(MgNH4PO4)=2.5×10-13，沉淀得很完全。如果磷酸氨镁沉淀不多，可以不过滤，冷至30~40℃就可直接滴定。
3.4滴定剂的选择
EDTA与Zn2+配位生成配合物的稳定常数lgK为16.50;与Mg2+配位生成配合物的稳定常数lgK为8.7，在氨性缓冲剂中可以进行准确滴定。
3.5镀液分析结果
表1数据说明，本方法测得的数据精密度高;表2数据说明，本方法与指示剂法分析结果进行比较，分析结果的准确度较好。因此，该法经济实用且无污染，可满足工业分析的要求，是一种快速、简便、能准确测定镀铜锡合金电镀液中铜、锡及正磷酸盐、焦磷酸盐含量的新方法。
表1
参考文献
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