一种碱性锌镍合金镀液中脂肪族多胺配位剂的分析方法

摘要

本发明公开了碱性锌镍合金镀液中脂肪族多胺配位剂的分析方法，在弱酸性条件下，用铜盐与脂肪族多胺生成蓝色配合物，用分光光度法测定碱性锌镍合金镀液中脂肪族多胺的含量。测定中吸取试样于容量瓶中，加醋酸‑醋酸钠缓冲溶液调节试液的pH，加硫酸铜溶液与脂肪族多胺生成配合物，用可见光分光光度计，以铜盐空白液作参比，在波长等于580nm处测定试液的吸光度，从标准曲线上得到脂肪族多胺的质量浓度。本发明解决了目前电镀企业不能有效监控碱性锌镍合金镀液中脂肪族多胺配位剂的困难。

说明书

技术领域

本发明涉及渡液成分含量测定技术领域，尤其涉及碱性锌镍合金电镀溶液中脂肪族多胺配位剂的分析方法。

背景技术

锌镍合金镀层由于具有良好的耐高温性能以及优异的耐蚀性，在汽车工业、飞机制造以及军工产品等领域得到的广泛的应用。碱性锌镍合金镀液中含有脂肪族多胺类强配位剂^[1-2]，其含量的变化对镀液性能有较大的影响。含量偏低时镀层粗糙，镍在镀层中的分布不均匀；含量偏高时镀液的电流效率明显降低，电镀速度过低，不能满足生产要求。目前，电镀企业还没有测定锌镍合金镀液中脂肪族多胺含量的分析方法，在镀液维护中只能凭经验补加脂肪族多胺类配位剂，往往出现补加过量的问题，导致镀液的电流效率下降，有时不得不倒掉一半镀液，然后用新镀液补充镀槽，造成较大的经济损失。

其中参考文献：

[1]赖奂汶，丁汀，黄清安.无氰碱性锌镍合金电镀中配位剂的选择.电镀与涂饰，2008，27(1)：5-6。

[2]费世东，张小华，许岩，等.碱性体系电镀锌镍合金工艺中配位剂对镀层的影响.材料保护，2005，38(4)：48-50+61。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碱性锌镍合金镀液中脂肪族多胺配位剂的分析方法，能够解决因不能准确获知镀液中脂肪族多胺配位剂的实时含量，致使镀层质量无法保证，经济遭受损失的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种碱性锌镍合金镀液中脂肪族多胺配位剂的分析方法，包括以下步骤：

步骤一：配制以下试剂：硫酸铜溶液、醋酸-醋酸钠缓冲溶液、脂肪族多胺标准溶液；

步骤二：在弱酸性条件下，以硫酸铜作显色剂，测定脂肪族多胺标准溶液的吸光度，绘制脂肪族多胺的质量浓度与吸光度对应关系的标准曲线；

步骤三：吸取硫酸铜溶液于容量瓶中，加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液，加水稀释至刻度，摇匀，以此试液作空白液；

步骤四：吸取碱性锌镍合金镀液于一个容量瓶中，加水稀释至刻度，吸取稀释液于另一容量瓶中，然后往其中加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液，再吸取硫酸铜溶液于该容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，此试样液为待测液；

步骤五：用可见光分光光度计，以空白液作参比，测定待测液的吸光度；

步骤六：依据所测得试样的吸光度，从标准曲线上得到脂肪族多胺的质量浓度。

优选的，所述硫酸铜溶液为5.00g/L的五水合硫酸铜水溶液。

优选的，所述醋酸-醋酸钠缓冲溶液的pH＝4.76，缓冲溶液中含冰醋酸50mL/L，无水醋酸钠72g/L。

优选的，所述脂肪族多胺标准溶液的配制方法为，称取2.00g与镀液中脂肪族多胺配位剂相同的脂肪族多胺于1000mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。所述镀液中的脂肪族多胺配位剂包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、乙二胺四乙醇等配位剂中的一种或两种以上组合。

优选的，所述的碱性锌镍合金镀液中脂肪族多胺配位剂的分析方法，其特征在于，所述步骤二为：用移液管分别吸取脂肪族多胺标准溶液0mL、1mL、2mL、3mL和4mL分别于5只50mL容量瓶中，各加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液10mL，再用移液管各加入硫酸铜溶液10mL，加水稀释至刻度，摇匀；以未加脂肪族多胺的容量瓶中的试液作空白液，其余4只容量瓶中的试液为待测液；用3cm比色皿，以空白液作参比，在波长580nm处测定待测液的吸光度；以脂肪族多胺的质量浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

优选的，所述步骤三为：用移液管吸取硫酸铜溶液10mL于50mL容量瓶中，加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液10mL，加水稀释至刻度，摇匀。

优选的，所述步骤四为：用移液管吸取碱性锌镍合金镀液1mL于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，用移液管吸取稀释液10mL于50mL容量瓶中，然后往其中加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液10mL，再用移液管吸取硫酸铜溶液10mL于该容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。

优选的，所述步骤五为：用3cm比色皿，以空白液作参比，在波长等于580nm处测定待测液的吸光度。

本发明优点在于：碱性锌镍合金镀液中脂肪族多胺配位剂包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、乙二胺四乙醇等配位剂，这类配位剂与铜离子生成稳定的蓝色配合物，且具有相近的吸收峰。本发明的分析方法在弱酸性条件下，用铜盐作显色剂，用分光光度法测定所述脂肪族多胺的含量。

碱性锌镍合金镀液中还含有一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等含有一个胺基的醇胺类配位剂，在弱酸性条件下这类配位剂与铜离子生成的配合物颜色很浅或不能生成配合物，因此，在所测定的酸性条件下以铜离子作显色剂，用分光光度法测定所述脂肪族多胺的含量，可以避开这类醇胺配位剂对测定的干扰。

碱性锌镍合金镀液中的镍离子含量较低，一般为0.8～3.0g/L。所述镀液中的脂肪族多胺类配位剂对镍离子的配位能力远远低于对铜离子的配位能力，因此，镍离子对脂肪族多胺与铜离子的配合反应无影响，不干扰脂肪族多胺的测定。

本发明采用的醋酸-醋酸钠缓冲溶液pH＝4.76，具有较强的稳定试液pH的能力，在测定中加入该缓冲溶液能够准确控制试液的pH值。

铜离子本身显蓝色，对测脂肪族多胺的影响用硫酸铜溶液本身作参比液消除。

本发明的碱性锌镍合金镀液中脂肪族多胺配位剂的分析方法，具有较高的精密度和准确度。解决了目前电镀企业不能有效监控碱性锌镍合金镀液中脂肪族多胺配位剂的困难。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。

本发明的方法要点为，用醋酸-醋酸钠缓冲溶液调节试液的pH，以硫酸铜作显色剂，用分光光度法测定脂肪族多胺合铜配离子的吸光度，根据比尔定律得到碱性锌镍合金镀液中脂肪族多胺的含量。

实施例1：

配制以下试剂：

硫酸铜溶液：5.00g/L的五水合硫酸铜水溶液。

醋酸-醋酸钠缓冲溶液：pH＝4.76，冰醋酸50mL/L，无水醋酸钠72g/L。

脂肪族多胺标准溶液：2.00g/L的三乙烯四胺水溶液。

用移液管吸取10mL硫酸铜溶液于50mL容量瓶中，加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液10mL，加水稀释至刻度，摇匀，以此试液作空白液。

用移液管吸取4mL脂肪族多胺标准溶液于50mL容量瓶中，加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液10mL，用移液管吸取硫酸铜溶液10mL于容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，此试液为待测液。

用3cm比色皿，以空白液作参比，在不同波长处测定待测液的吸光度，所得结果列于表1。三乙烯四胺合铜配离子在波长等于580nm处有最高吸收峰。

表1：三乙烯四胺合铜配离子在不同波长处的吸光度

测定波长/nm550560570580590600610试液吸光度A0.3300.3500.3630.3680.3640.3560.343

实施例2：

配制以下试剂：

硫酸铜溶液：5.00g/L的五水合硫酸铜水溶液。

醋酸-醋酸钠缓冲溶液：pH＝4.76，冰醋酸50mL/L，无水醋酸钠72g/L。

脂肪族多胺标准溶液：2.00g/L的三乙烯四胺水溶液。

用移液管吸取硫酸铜溶液10mL于50mL容量瓶中，加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液10mL，加水稀释至刻度，摇匀，以此试液作空白液。

用移液管分别吸取脂肪族多胺标准溶液1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL、3.0mL、3.5mL和4.0mL于7只50mL容量瓶中，各加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液10mL，再用移液管各加入硫酸铜溶液10mL，加水稀释至刻度，摇匀，此试液为待测液。

用3cm比色皿，以空白液作参比，在波长等于580nm处测定待测液的吸光度，所得结果列于表2。在所测试的浓度范围内，三乙烯四胺合铜配离子的吸光度与浓度呈线性关系，符合比尔定律。

表2：试液中三乙烯四胺合铜配离子在不同波长处的吸光度

吸取标准溶液/mL1.01.52.02.53.03.54.0三乙烯四胺浓度/(g/L)0.0400.0600.0800.1000.1200.1400.160试液吸光度A0.0920.1380.1840.2310.2760.3230.368浓度与A之比值0.4340.4350.4350.4330.4350.4330.435

实施例3：

配制以下试剂：

硫酸铜溶液：5.00g/L的五水合硫酸铜水溶液。

醋酸-醋酸钠缓冲溶液：pH＝4.76，冰醋酸50mL/L，无水醋酸钠72g/L。

脂肪族多胺标准溶液：2.00g/L的三乙烯四胺水溶液。

标准曲线的绘制：

用移液管吸取脂肪族多胺标准溶液0mL、1mL、2mL、3mL和4mL分别于5只50mL容量瓶中，各加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液10mL，再用移液管各加入硫酸铜溶液10mL，加水稀释至刻度，摇匀；以未加脂肪族多胺的容量瓶中的试液作空白液，其余4只容量瓶中的试液为待测液；用3cm比色皿，以空白液作参比，在波长580nm处测定待测液的吸光度。以三乙烯四胺的质量浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

镀液分析：

按超邦化工Detronzin 1215碱性锌镍电镀工艺配制镀液，镀液中含三乙烯四胺42.0g/L。

用移液管吸取硫酸铜溶液10mL于50mL容量瓶中，加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液10mL，加水稀释至刻度，摇匀，以此试液作空白液。

用移液管吸取所配制的碱性锌镍合金镀液1mL于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，用移液管吸取稀释液10mL于50mL容量瓶中，然后往其中加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液10mL，再用移液管吸取硫酸铜溶液10mL于该容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，此试液为待测液。

用3cm比色皿，以空白液作参比，在波长580nm处测定待测液的吸光度，从标准曲线上得到镀液中三乙烯四胺的质量浓度。用所述方法平行测定6次，所得结果列于表3。本发明的碱性锌镍合金镀液中脂肪族多胺配位剂的分析方法，精密度和准确度均较高，满足生产中镀液的监控要求。

表3：分析方法的精密度和回收率测定结果

三乙烯四胺测定值(g/L)平均值(g/L)相对平均偏差回收率41.941.341.642.141.642.141.80.64％99.5％

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。