测量镍盘电极在黑铬镀液中的阴极极化曲,观察到硝酸钠存在时出现一个新的阴极电流峰,且在一定的硝酸钠浓度范围内（0.3~1.5g/l）,电流峰值随着硝酸钠的浓度线性地增大。因此,可用伏安法快速测定黑铬镀液中硝酸钠的浓度

张文清

许家园

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SU R F AEC T E CHNOL OG Y V o l.2 4 No.6 1 9 9 5表面技术 1 9 9 5年第 2 4卷第 6期伏安法快速测定黑铬镀液中硝酸钠的浓度厦门大学化学系 许家园 张文清[摘要〕 测量镍盘电极在黑铬镀液中的阴极极化曲,观察到硝酸钠存在时出现一个新的阴极电流峰,且在一定的硝酸钠浓度范围内(0.3 ~ 1.5 9 / L ), 电流峰值随着硝酸钠的浓度线性地增大。因此,可用伏安法快速测定黑铬镀液中硝酸钠的浓度。关键词:伏安法 快速测定 硝酸钠 浓度1 引 言黑铬镀层既可美化产品的外观,又可用作特殊要求的功能性黑色镀层,如武器、光学仪器、照相器材、太阳收集热板等。黑铬镀液中硝酸盐可提高黑铬的黑度,但偏高时会降低镀液的分散能力,采用化学分析法测定镀液中硝酸钠浓度,需经沉淀分离以幻,操作繁杂,难于适应生产要求。本文根据镍盘电极在黑铬镀液中硝酸钠的电化学特性,采用 D Z一I B 型电镀添加剂测定仪,建立黑铬镀液中硝酸钠浓度的测定方法,操作简单,测定速度快,可适用于 电镀生产车间的现场监控。2 方法原理在含硝酸钠的铬配、硼酸和氟硅酸溶液中,镍盘电极上的伏安曲线如图 1 所示。由图中曲线可知,当电位自一 0.ZV 向阴极方向扫描时,在电位负移至一 0.3 V 以后,阴极电流先随电位负移而增大,至约一 o.4 V 电流随电位负移反而迅速下降,阴极极化的电流峰值 I。 . , ,随溶液中硝酸钠浓度增大而增大。实验结果表明,溶液中硝酸钠浓度在 一定范 围 (0.3一 1, 5 9 / L ),cI.p一C N`3呈线性关系。因此,它可用来作为测定黑铬镀液中硝酸钠浓度的工作曲线。代已、 廿3 仪器和试剂镍盘电极 (直径 0.sc tn )为研究 电极,纯铜片作参比电极,电位值用饱和甘汞电极校对 (避免参比 电极室溶液 中 lC一离子扩散引起的干扰 )。辅助电极采用铂片,测试 时镍盘电极用 5“金相砂纸磨亮,蒸馏水冲洗干净,然后置于待测声 ( V )图 1 镍盘电极在 9 4 9 / L Cr O 3 + 4 9 / L HZ B O 3十1.4 m l/ L HZ SI F 。 榕液中的伏安曲线N a N O 、 ( g / L ): l,o ; 2,0.3 , 3,0.6 ; 4,0.9。液中,在 D Z一I B 型 电镀添加剂测定仪使镍盘电极控电位自一 0.Z V 向阴极方向扫描 ( 1 0m V s/ )极化至一 0.7 V,用 X一Y 函数记录仪记录 I ~ 甲曲线。为了得到重复的数值,电极按上述预处理2 ~ 3 次,以减小电极表面状态因极化次数不同引起变化的影响。镀液用化学纯试剂和蒸馏水配制,基础液为 1 8 8 9 / L 的 Cr O3 ,硝酸钠标准液(0.0 6 9 / m L ) 用分析纯试剂配制。实验在室温( 2 1一 2 5℃ )下进行。4 实验结果4.1 工作曲线分别吸取 5 0 m l 基础液置于 6 个 1 0 m l 容量瓶 中,各加入 。.4 g H尹 O,和 1.4 m l %的氟硅酸,分别加入 。, 0.5 , 1.0 , 1.5,2.0 , 2.s m l 硝酸钠标准液,然后用蒸馏水稀释至刻度,将配制的溶液倾入电解池,以直径为 0.sc m 的 镍盘电极在 D Z一 I B 型电镀添加剂测定仪上进行控电位许家园等 伏安法快速测定黑铬镀液中硝酸钠的浓度阴极极化,测得 I ~ , 曲线如图 2,cI.p~ CaNo 3关系 (图 3) 可作为测定硝酸钠浓度的工作曲线。/(碱a)ē匕( 1) 氟硅酸的影响。图 4 为氟硅酸浓度不同时测得 L.p一 C aN oN,关系,由图可见,当硝酸钠浓度相同,随氟硅酸钠浓度增大,cI.p值显著增大,因此,测定黑铬镀液中硝酸钠浓度时,必须调节氟硅酸浓度与标准工件曲线相同,否则会引起较大的误差。6 哎1 41 21 08V(日)仄万 0.4 .0 3 0.2 0.1一 声 ( V )图 2 镍盘电极在 9 4 9 / L Cr 0 3 + 4 9 /L H: B p 3 +1.4 m l / L H: S IF . 溶液中的 I~ , 曲线N a N 0 3 ( g /L ):1, o , 2, 0.3 , 3, 0.6 , 4, 0.9 ; 5,1.2 ; 6,1.5.2 1.5图 4 在 9 49 / L0.6 0.9 1.C叫调.( g / L )C r O 3 + 5.7 9 /L H:B O 3溶液中,氟硅酸含量对 L.p一 CN训。 ,影响/H ZS IF 。 ( m l / L ):1, 1.4 ; 2,2.9气了v口创`叫0l只é片J肠艺。/./ ` 、 3、’ \10428(V日)气心/.`{/2卜工0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.一 笋 ( V )0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5C N以 0.( g / L )图 3 1。.p~ cN ·、 3关系由于镍电极在黑铬镀液中表面状态随时间而变化,且测量过程 电极表面产生少量的氢气泡。因此,每次重复测量时,首先搅动溶液使气泡逸出,静止约 1 05 再进行测量,同时,应控制阴极极化的终止电位在电流经峰值后再次回升时的电位值。4.2 影响因素图 5 镍电极在 9 4 9 / L Cr O 3 + 4 9 / L HZ B O 3 +1.4 m l / L H:S IF。溶液中的 I ~ 甲曲线-一含 0.5 4 9 / L Na N O : 2—x+ 0.8 9 / L H : 5 0 .3一 2+ 4 9 / L Na C0 3( 2 ) C r Q3 、HoB O。影响。在 4 9 / L H3B O3+ 1.4m l / L HZS IF。溶液中,C r O:浓度由 7 8 9 /L 增至 9 4 9 / L 时,对硝酸钠浓度测定影响不大(误差 < 4 % ),此外,在 9 4 9 / L Cr O3+ 1.4 m l /L HZs i F。+ 1.0 9 / L N a N O,溶液中,改变硼酸浓度 (3 一 4 9 / L )测得 L.p值无明显差别。4 6 S UR F A C E T E C HN O L O G Y V ol.2 4 N o.6 1 9 9 5 表面技术 1 9 9 5 年第 2 4 卷第 6 期(3 ) 5 0爱一 离子的影响。5 0戈一 是黑铬镀液的有害杂质,镀液配制时,需加入适当过量的 Ba C O3使 5 0: o ` 离子完全沉淀而除去。图 5 曲线 2表明,5 0 乏一 离子会干扰硝 酸钠浓度的测量,且在一 0.2一一 0.6 V 电位区 I一 , 曲线呈现两个 电流峰,加入过量的 Ba C O3使 5 0 泛一离子完全沉淀,I一甲曲线 (曲线 3) 的电流峰值与不含 5 0 芝-离子 (曲线 1) 的电流峰值基本相符,同时第二电流峰消失。含 Naw o:合成液 A ( 9 4 9 / L er O 3 + 4 9 /L H3 B O 3 + 1.4 m l /L H:s i F。 )测定结果样 品 Ie.,( m A ) C N a N O3( g / L ).相对误差,环测定值 理论值A 7.4 3 0.6 9 0.9 3 + 6,5A + 0.2 4 9 / L NaN O 3 9.9 5 0.9 9 1 1 1 + 2.7A + 0.4 2 9 / L Na N O 3 1 1.3 1.1 4参 考 文 献1 武汉材料保护研究所主编.常用电镀溶液的分析.机械工业出版社,19 74:22 丁建平,电镀与精饰,1 9 8 7 ; ( 2 ) : 4 6(收稿日期: 1 99 5一 0 6一 0 5 )(接 3 4 页 )0.80.4『二了了马万了犷之衷言布两 ,内5.S C E ( V )图 9 阴极极化曲线1.基础亮镍液 2.1+ 0.52 9 / L eF +33.2+ i Zm l N H一F 4.镀铁液4 结 论在镀亮镍溶液中,使用 N H一F 型除铁剂,能使 F e3+离子与 N i“ +离子形成共沉积,而获得平整光亮、质量合格的镍镀层,在除铁杂质过程中,不需停产,不必过虑,是一种使用方便、效果良好的净化镀镍液的新方法。参 考 文 献1 黄子勋,吴纯素.电镀理论.北京中国农业机械出版。匕毕悉升箫兴汾笋v s.S C E ( V )图 10 阴极极化曲线一 基础亮镍液 2.1 + 0.5 29 / L F e 3+3.2 + s m l M友 T一C 4.铃铁液月O心自Rà孟`.1L.O认ēz已之试à占社,1 9 8 3:5 5 ~ 5 82 肖满田.混合胶束增溶光度法测定光亮镀镍液中微量铁.理化检验,1 9 9 1 ; ( 1 )3 张详麟,康衡.配位化学.长沙中南工业大学出版社,1 9 8 6 , 4 2 ~ 4 64 Me t a l F i而sh in g Vol.9 0 N o.I A G u id e b o o k & n-r e e t o r y ls s u e,1 9 9 2 , 2 2 3~ 2 4 6(收稿 日期:1 9 9 5一 0 2一 2 0 )

伏安法快速测定黑铬镀液中硝酸钠的浓度

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