测定镀铬溶液中铬_和铬_的简快方法

测定镀铬溶液中铬（Ⅵ）和铬（Ⅲ）的简快方法

丘山

丘圣

丘星初

（广州佳朋化学有限公司分析室，511483）广东番禺，

摘

要

提出了一种既简便又快速的分析方法，用于测定镀铬溶液中的铬（Ⅵ）和铬（Ⅲ）。测定总铬的方法是基

于总铬含量是镀液单位体积重量的函数。测得镀液单位体积重量后，便可根据回归方程算出总铬含量。测定铬（Ⅲ）的方法是基于用分光光度计测定水合Cr3+离子在600nm处的吸光度，然后按回归方程求出铬（Ⅲ）含量。总铬含量减去铬（Ⅲ）含量便得铬（Ⅵ）含量。关键词

铬（Ⅵ）的测定；铬（Ⅲ）的测定；镀铬溶液

镀铬是电镀工业生产中的一个重要镀种。因此，镀铬溶液中铬（Ⅵ）和铬（Ⅲ）的测定就成为两个广泛应用氧高频率的分析项目。在常规的分析中，化还原滴定法来测定

［1，2］

重，得W2。镀液样品的重量为：W=W2－W1。

（2）将W代入回归方程［，Ⅰ］求出总铬含量C总（g/L）。

（3）向盛有镀液样品的50mL容量瓶中，加入加水定容，混匀。供测定铬磷酸（1+4）溶液2mL，（Ⅲ）之用。

（4）将（2）计算出的总铬含量C总查表3，求出吸光度A空。

（5）将（3）制备的待测液移入2cm比色皿，在分光光度计上600nm处，以水为参比，测得吸光度A样。

（6）将（5）中的吸光度A样减去A空，代入回归，方程［Ⅱ］求出铬（Ⅲ）的含量（g/L）。

【示例】测得某镀铬溶液10mL的重量为11.944g，按上述方法测得吸光度A样=0.536，试求铬（Ⅵ）、铬酐含量及铬（Ⅵ）与铬（Ⅲ）的铬（Ⅲ）、比值。

解：（1）按回归方程［Ⅰ］求铬总量C总：C总=76.697×11.944－766.42=149.6（g/L）（2）查表3，得A空=0.057，求出净吸光度A：A=A样－A空=0.536－0.057=0.479（3）代入回归方程［，Ⅱ］求出铬（Ⅲ）含量CⅢ：CⅢ=A/0.1801=0.479/0.1801=2.66（g/L）（4）由C总和CⅢ计算铬（Ⅵ）含量CⅥ：CⅥ=C总－CⅢ=149.6－2.66=146.9（g/L）

，测定操作手续都较繁复

冗长。本文旨在提供一个测定铬（Ⅵ）和铬（Ⅲ）的简便快捷方法，以达到生产上的快速分析要求。

1仪器和试剂配制

电子天平，JA－1003N型（上海精密科学仪器

有限公司出品）；

一支高精度的10mL胖肚移液管；

721型（上海精密科学仪器有限公分光光度计，司出品）；

铬标准溶液：称取预先在120℃烘干的重铬酸K2Cr2O7，1.4173g溶于钾［分析纯，含量99.8%］移入100mL容量瓶，加水定容，混匀。此溶液水中，

每毫升含铬5.000毫克。

磷酸（1+4）溶液：100mL分析纯磷酸溶于400mL水中，贮于塑料瓶中备用。

2%抗坏血酸水溶液：现配现用。

2测定步骤

（1）置50mL干燥洁净的容量瓶于电子天平上

称重（准至1mg），得W1；取下，用胖肚移液管准确吸取冷却至室温的镀液10.00mL于容量瓶中，再称

收稿日期：2011—11—10

作者简介：丘山（1973－），男，江西于都人，大专学历，长期从事分析化学和表面处理技术工作，发表论文百余篇。

（5）求比值：CⅥ∶CⅢ=CⅥ/CⅢ∶CⅢ/CⅢ

=146.9/2.66∶2.66/2.66=55.2∶1（6）由铬的原子质量和铬酐的分子质量求铬酐含量C酐：

C酐=CⅥ×99.9943/51.9961

=CⅥ×1.923=146.9×1.923=282.5（g/L）

除铬（Ⅵ）的光谱干扰。因此必须进行铬（Ⅵ）空白吸光度的测定。测定方法如下：准确吸取铬酐400g/L的溶液：0、2.5、5.0、7.5、10.0、15.0mL分别置加入磷酸（1+4）溶液2于6只50mL容量瓶中，

mL，加水至标线，混匀。于分光光度计上600nm波长处，用2cm比色皿，以水为参比，测定各个浓度的吸光度。实验结果如表2所示。

根据表2数据，用最小二乘法以C总对吸光度A空进行回归分析，求得回归方程：

A空=0.0003731×C总－0.0006

当n=6时，相关系数r=0.99991，在置信度为99.9%，自由度f=n－2=4时，相关系数的临界

［3］

显然rr临。表明C总与A空之值r临=0.9741，

3

3.1

结果和讨论

镀液单位体积重量与总铬含量的相关性在电子天平上称取一系列不同量的电镀级铬

加水充分搅拌至完全酐片置于50mL塑料烧杯中，

移入50mL容量瓶中，加水定容，混匀。从溶解后，

中分别准确吸取10.00mL溶液于电子天平上称重。所得结果列于表1。

在镀铬溶液中铬酐的浓度约为200g/L－300g/L。为了考察镀液中铬酐严重不足和过量时的情表1将测定范围扩大到150g/L－400g/L。用况，

最小二乘法对测得的10.00mL溶液的重量W与总求得回归方程：铬含量C总进行回归分析，

C总=76.697×W－766.42

［1］

当n=11时，其相关系数r=0.999945。在置信度为99.9%，自由度f=n－2=9时，相关系数

［3］

的临界值r临=0.8471。显然rr临。表明镀铬

间存在着很好的线性相关。为了避免计算上的麻烦，将生产上总铬含量范围内的数据代入上述回归方程，即得表3。能很方便地查出总铬含量对应的吸光度。3.3

铬（Ⅲ）测定的校准

实验方法如下：分别准确吸取铬标准溶液0、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00、7.00、8.00mL于10只50mL容量瓶中，加入磷酸（1+4）溶液2mL，再在各个瓶中加入与铬标准溶液相同体积的2%抗坏血酸溶液，加水至标线，混匀。于分光光度计上600nm波长处，用2cm比色皿，以水为参测定吸光度。实验结果列于表4。比，

根据表4数据，用最小二乘法以CⅢ对吸光度A进行回归分析，求得回归方程如下：

A=0.1801×CⅢ－0.0075

当n=10时，相关系数r=0.99949；在置信度为99.9%，自由度f=n－2=8时，相关系数的临

［3］

rr临。表明CⅢ与吸光界值r临=0.8721；显然，

溶液单位体积的重量W与其总铬含量之间存在着很好的线性相关。将实测的10.00mL溶液的重量，Ⅰ］并将计算的回归值与实测值比代入回归方程［

较。由表1看出，其相对误差在－0.348%－+0.697%范围内变动。表明用称量单位体积的重量来估算总铬的含量还是相当准确的。

镀铬溶液除水之外，是由铬酐、添加剂和硫酸三部分组成的。我们测得添加剂“NTC”溶液在室温下的相对密度为0.9987g/mL微低于水；而硫酸其相对密度微高于水。的含量一般不超过1.2g/L，

亦即加入添加剂和硫酸后其相对密度非常接近于水。换言之，添加剂和硫酸的共存对镀液单位体积重量的影响是可以忽略不计的。还应该指出，镀铬液单位体积的重量与铬的价态无关。3.2

铬（Ⅵ）空白吸光度的测定

在镀铬溶液中，在铬（Ⅵ）过量时可达200g/L以上，而铬（Ⅲ）的含量一般均低于5g/L。在大量铬（Ⅵ）共存下用分光光度计测定铬（Ⅲ），就必须消

度A也存在良好的线性相关。进一步对截距进行t检验，结果表明，截距－0.0075与“0”无显著差异。可以认为上述回归线通过原点。因此上述回归方程可简化为：

A=0.1801×CⅢ

或

从Cr2O7

Cr2O7看，

2－

2－

CⅢ=A/0.1801

［2］

3+

和水合Cr离子的吸光度性质来

［4］

的最大吸收波长位于λ=350nm，但

2－

特别是Cr2O7高浓度在λ=600nm时仍有吸收，

3+［5］

时；而水合Cr的吸收峰则位于λ=600nm，在

40

表1

实验序号g/50mL铬酐称出量，g/10mL称重W，g/L铬酐含量C酐，*C总，g/LC总回归值，g/L%相对误差，

17.501

28.752

3

涂装与电镀2012年第1期

总铬含量与其单位体积重量的相关性

4

5

6

7

8

9

10

1120.00112.693400.04208.02207.09+0.449

10.01311.25112.50913.76615.04816.25117.50418.754

11.00311.17711.35311.51911.68911.86612.03812.19912.37412.533150.02175.04200.26225.01250.18275.31300.96325.02350.08375.0878.0177.47

91.0290.82

104.13117.00130.09143.16156.50169.00182.04195.04104.32117.05130.09143.66156.86169.20182.63194.82

－0.348－0.230－0.118－0.323+0.113

+0.697+0.220－0.182－0.043

注：*由铬酐换算成铬的系数为铬的相对原子质量与铬酐相对分子质量之比，即51.9961/99.9943=0.519991；由铬换

算成铬酐则乘以系数99.9943/51.9961=1.92311。表2

实验

序号123456

铬（Ⅵ）含量与吸光度的相关性

C总含量g/L

052.0104.0156.0208.0312.0

表4

实验序号mL标准溶液量，CⅢ含量，g/L吸光度

1000

20.500.250.040

31.000.500.081

吸光度

A空

00.0210.0390.0590.0780.117

C总g/L60708090

5.07.510.015.0

[***********]

表3

C总与吸光度A空查对表

C总g/L[***********][1**********]0

吸光度A空0.0490.0510.0530.0550.0570.0600.0650.0680.0710.075

400g/L铬酐加入量

mL

02.5

吸光度A空0.0230.0270.0300.0340.0380.0400.0420.0440.0450.047

铬（Ⅲ）含量与吸光度的相关性

42.001.000.174表5

53.001.500.260

64.002.000.351

75.002.500.431

86.003.000.522

97.003.500.624

108.004.000.729

样品分析结果

412.0390.5612.79154.1296.312.1730.3911.83165.4318.1

512.0630.5702.84156.0300.012.1820.3961.85166.0319.2

6

平均值珋x0.56422.807155.22298.47

标准差S0.0100.0030.0200.7881.5280.0080.0020.0130.5601.080

相对标准偏差RSD%0.0850.5870.7010.5080.5120.0630.5010.6910.3380.339

序号g/10mL称重，

镀液Ⅰ

A样测得吸光度，

g/LCⅢ，CⅥ，g/Lg/L铬酐含量C酐，g/10mL称重，

镀液Ⅱ

A样测得吸光度，

CⅢ，g/LCⅥ，g/Lg/L铬酐含量C酐，

112.0560.5632.80155.4298.812.1740.3911.83165.5318.2

212.0570.5662.82155.5299.012.1620.3931.81164.6316.5

312.0620.5622.79155.9299.812.1830.3911.83166.2319.6

12.04212.05320.5632.80154.4296.9

12.17312.17450.3921.83165.4318.1

0.39231.830165.52318.28

2012年2月丘山等：测定镀铬溶液中铬（Ⅵ）和铬（Ⅲ）的简快方法

41

3+

Fe3+有正干扰，此波长下测定Cr时，当加入磷酸一样来看待和长期使用。除非实验条件发生重大改变，一般不须重复做建立回归方程的实验工作。这也正是本法的精华所在。

通过一次镀液的称重和吸光度的测定，就能获得铬（Ⅲ）、铬（Ⅵ）和铬酐三个项目的分析结果，使本法成为迄今为止最为简便和快捷的分析方法。

参

考

文

献

［1］P.W.Wild，ModernAnalysisforElectrop－lating［M］，

FinishingPublicationsLtd.England.1974，A.5.

［2］徐红娣，M］，邹群编著，电镀溶液分析技术［北京：化学

2003，P.1～3。工业出版社，

［3］中国环境监测总站编：环境水质监测质量保证手册（第

M］，1994.P.291。二版）［北京：化学工业出版社，［4］［波］Z.马钦科著，郑用熙等译，元素的分离和分光光

M］，1992.P.189。度测定［太原：山西高校联合出版社，［5］D.T.BurnsandM.E.M.AbdelAziz，Anal－yst

［J］，1980.Vol.105.P.209.

Fe后，

3+

形成无色的磷酸铁，不干扰测定；此外有色

2+

离子Cu、Co2+和Ni2+等在镀铬溶液中含量极微，

其影响可不考虑。表明方法具有良好的选择性。

4方法的精密度考查

实验结果列于表5。从分析操作来看，仔细而

准确地移取10.00mL镀液并进行称量是重要的，从表5看出，其相对标准偏差能达到0.1%以下；在吸光度的测定中，相对标准偏差不超过0.6%，已是相当满意了。从样品的分析结果来看，不同样品的三个项目的最大相对标准偏差不超过0.701%。表明本法在生产应用上具有足够高的精密度，完全能满足生产上的快速分析要求。

5结语

建立高精密度的回归方程，是件麻烦而精细的

工作，但通过实验建立之后，就可以把它当做公式

SimpleandFastDeterminationMethodofCr（Ⅳ）and

Cr（Ⅲ）inChromicPlatingBath

QiuShan

QiuSheng

QiuXingchu

（JiapengChemicalCo．，Ltd，GuangdongPanyu，511483）

Abstract

ThispaperhadstudiedonasimpleandfastmethodofCr（Ⅳ）andCr（Ⅲ）determinationinchromic

platingbath．Totalchromiccontentsarethefunctionofweightinunitvolumeplatingbath，totalchromiccontentscancountaccordingtoregressionequationafterdeterminationweightinunitvolume，determinedCr（Ⅲ）byspec-trophotometer，countedCr（Ⅲ）Contentbyregressionequation，totalchromiccontentsminusCr（Ⅲ）contentisCr（Ⅳ）content．Keywords

determinationofCr（Ⅳ）；determinationofCr（Ⅲ）；chromicplatingbath

櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍（上接44页）

ReasonAnalysisandCorrespondenceGameofLossNickelFilings

fromNickelPlatingFilm

ChuRongbang

（Hujubeilu4－6－501，Nanjing，210013）

AbstractKeywords

Thispaperanalyzedthereasonoflossnickelfilingsfromnickelplatingfilm，assumedappropriatemeas-nickelplating；analysisofbreakdown；correspondencegame

ures，fixbreakdown，andimprovethequalityofproducts．