碱性锌-铁合金镀液中铁的快速光度法分析

郭崇武

(广州超邦化工有限公司，广东广州 510460)

引 言

碱性锌-铁合金镀液中铁的分析，一般采用沉淀分离-EDTA容量法［1］。该方法在加热条件下用双氧水氧化镀液中的络合剂，用氨水使铁生成氢氧化铁沉淀，沉淀分离后用盐酸溶解，调节试液pH=2左右，以磺基水杨酸作指示剂，用EDTA标准滴定溶液滴定。该法过程较长，费工费时，不能较好地满足监控镀液的要求。为此，参考有关文献［2］，制定了采用分光光度法测定碱性锌-铁合金镀液中的铁。

1 分析方法

1.1 方法要点

钛铁试剂与三价铁离子在弱碱性溶液中生成十分稳定的红棕色络合物，利用这个特效显色反应，以钛铁试剂作显色剂，用分光光度法测定碱性锌-铁合金镀液中的铁。镀液中的酒石酸钾钠、柠檬酸钠和葡萄糖酸钠等络合剂与铁的络合能力比钛铁试剂弱得多，这些络合剂不影响铁的测定。锌离子在氨性溶液中生成四氨合锌络离子，与钛铁试剂不发生反应，对测定无影响。

1.2 试 剂

1g/L钛铁试剂水溶液(现用现配，该溶液放置时间过长变为黄色，对测定铁略有影响)，pH=9.2氨-氯化铵缓冲溶液;50%的盐酸溶液;20mg/L铁标准溶液:用分析纯硫酸亚铁铵配制，用重铬酸钾标准滴定溶液标定。

1.3 分析步骤

吸取镀液1mL于50mL容量瓶中，加10mL氨-氯化铵缓冲溶液，10mL钛铁试剂，加水稀释至刻度，摇匀，用2cm比色皿，以水作参比液，在波长500nm处立即测定吸光度，在标准曲线上查得铁的质量浓度。

如果镀液浑浊，看上去有氢氧化铁沉淀，吸取试样后加水10mL，用盐酸溶液调整试液pH=2～3，使二价铁转化成三价铁离子，加钛铁试剂后再加氨-氯化铵缓冲溶液。

1.4 标准曲线的绘制

吸取铁标准溶液0、2、4及6mL于4只50mL容量瓶中，各加10mL钛铁试剂，10mL氨-氯化铵缓冲溶液，加水稀释至刻度，摇匀，用2cm比色皿，以水作参比液，在波长500nm处立即测定。所得吸光度对应试样换算成铁的质量浓度，计算如下:

ρ(Fe)(mg/L)= ρV/V0

式中:ρ为铁标准溶液的质量浓度，mg/L;V为吸取铁标准溶液的体积，mL;V0为试样量，mL，本法吸取镀液1mL。

以铁的质量浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

2 方法探讨

2.1 显色剂的选择

用分光光度法测定Fe3+离子，一般以磺基水杨酸或硫氰酸钠作显色剂进行测定。碱性锌-铁合金镀液中含有Fe2+、Fe3+和络合剂，不宜使用这两种物质作显色剂。在弱碱性条件下用钛铁试剂能够测定锌-铁合金镀液中的总铁量，ρ(Fe)=0～170mg/L时，铁的质量浓度与吸光度的关系符合比尔定律，镀液中少量的铜和镍等杂质对测定无影响。

2.2 波长的选择

实验表明［3］，钛铁试剂-Fe(Ⅲ)络离子的最大吸收波长为480nm，在波长500nm处该络离子的吸光度下降2.6%。钛铁试剂在碱性溶液中能被氧分子氧化而变为黄色，对铁的测定略有影响，为了减小钛铁试剂本身变色对测定铁的影响，本法选择测定波长为500nm。

2.3 二价铁氧化成三价铁

碱性锌-铁合金镀液中的铁主要以二价铁的形式存在，用钛铁试剂光度法测定时必须将二价铁氧化成三价铁。据文献［2］报道，在碱性条件下以钛铁试剂作显色剂，二价铁离子能被氧分子完全氧化成三价铁。

2.4 试液的稳定性

实验表明，在冬季室温条件下，试液的吸光度在15min内不发生变化，在夏季高温季节，吸光度在5min内基本不变，试液的稳定性能够满足电镀液测试要求。

3 精密度和准确度

取碱性锌-铁合金镀液分析ρ(铁)，一个试样平行测定8次，所得结果列于表1，本法分析结果的相对平均偏差为0.25%。

表1 本法分析结果的精密度

在实验室配制碱性锌-铁合金镀液三份，加入已知质量浓度的铁，用本法分析，所得结果列于表2，本法的回收率为98.7% ～102.0%。

表2 回收率测试结果

4 结论

用钛铁试剂光度法测定碱性锌-铁合金镀液中的铁，其精密度和准确度都较高，方法简单、快速，能够及时为车间监控镀液提供分析数据。

［1］徐红娣，邹群.电镀溶液分析技术［M］.北京:化学工业出版社，2003:249-251.

［2］郭崇武.含柠檬酸的镀镍溶液中铁的分析［J］.材料保护，1992，25(11):26-28.

［3］郭崇武.酸性镀锌溶液中铁杂质的快速分析［J］.电镀与精饰，2007，29(2):45-47.