摘 要:本文叙述了用离心法测定镀铬液中硫酸根方法的长处和不足。并试验了减少不足之处的一些探讨。通过这些方法的改进,仍可保持离心法测定时简便快速的长处,减少误差,以达到快速测定,满足日常生产的要求。
关键词:离心法 重量法 硫酸根
一 综述
用离心管测定镀铬液中硫酸根的方法,笔者翻了一些书,记得我国上世纪出版的“电镀溶液分析技术”一书中就没有这一节了,其他一些正规书中也没有这方面的叙述。美国出版的“金属精饰”年册中,也只推荐用重量法测定硫酸根,并没有用离心沉淀管测定硫酸根的报道。可见这种方法确实还存在一些问题,并没有得到业内人士的认可。
然而在现实生产中,笔者接触过不少企业,确有一些单位采用离心法测定硫酸根。这些企业有外资企业,也有内资企业。他们所采用的设备有进口的,也有国产的,看来这种方法有它的可取之处。
仔细想想,这两种测定方法不难看出还真有些各具长短。首先看重量分析法,它是一种经典的化学分析方法。它是使待测组分生成难溶化合物沉淀下来,然后通过直接称量沉淀物的质量,根据沉淀物质量计算出待测组分的质量而得出结果。不需要从容量器皿中引入许多数据,也不需要基准物质作比较。因而其分析结果比较正确,一般测定的相对误差小于0.1%。而重量法的不足之处是操作比较繁琐,费时较长。就以镀铬液中硫酸根重量分析为例:从取样、沉淀、洗涤、烘烧到最后称重计算,前后没有4-5小时是出不了结果的,有时会更长一些。
电镀厂的化验室配合生产的日常分析称常规分析,或称例行分析。为控制生产进行需要迅速得
出分析结果,这就需要快速分析,而重量法测定硫酸根就不能称为快速分析这就是该方法的不足之处。电镀离心管测定硫酸根的方法被一些单位所采用,其主要原因在于此。它的优点就是快速简便。一般从取样、离心到得出结果只需要1小时就差不多了。但是其不足之处也非常明显,其测定结果准确度不高,误差率有时较大。所以该方法至今也没有被业内人士认可。
这种离心管也称“电镀沉淀管”或“电镀沉淀离心管”。它是为电镀厂化验室测定硫酸根而专门设计的,它的容量约35-40毫升,下端带有刻度的毛细管。其刻度一般分为6格,每格读数约等于镀铬液中硫酸根1克/升,每格又分5小格,每小格约等于硫酸根0.2克/升。
为什么这种离心管测定硫酸根会产生一定的误差呢?大家知道,化验室使用的标准计量玻璃器皿只有移液管、容量瓶、滴定管三种。这三种器皿出厂时都按一定的标准进行严格的复验和校正。除了这三种,其他的玻璃器皿就不能称为标准玻璃器皿。电镀离心管在制造过程中就没有这种严格的检验方法,制造厂也无方法按标准检验,使用方化验室也无法进行复验,这样,离心管就不能称为标准计量器皿。所以用这种非标准器皿来测定硫酸根,其误差就不难理解了。通俗的说如称不准称出的重量也不可能准,尺不准量出的长度也就不可能准。
其次,离心时的转速和离心时间也都没有统一的标准,所以沉淀层的密度也会带来一定的影响。
再次,离心管测定是看毛细管处沉降层的高度,从整个操作过程来看,沉降层绝大部分是在离心的作用时沉降的,这部分沉降物的密度较大。离心结束时,总还有一部分沉降物附着在管壁,然后轻轻地拍动,使其沉降到毛细管,这部分沉降物属自然沉降,其密度肯定比下端低。这也就是说,整
个毛细管处的沉降物的密度是不一致的,这也给读
数和测定的准确度带来一定的影响。
今年5月的一天,一家美商企业来找笔者,把他们的复合镀铬样液带来,要求帮助分析。在笔者不知情的情况下,他们把样液送到另外一单位。同时,自己也用进口的设备离心法测定硫酸根。笔者采用的重量法测定硫酸根,另一单位不知用什么方法测定硫酸根,也就是说三家同步测定。两天后,测定结果通报。把这些结果列表1:
上表可以看出,在同步测定中,笔者一另一单位的测定数据非常接近,而与美商企业的测定结果相差很大,其硫酸根的相对误差在16%。
笔者还碰到一家内资私人企业,他们现在也用
离心法测定镀铬液中的硫酸根,他们的测试设备是国内某大学出产的。一次他们用重量法和离心法进行对比测定,
出于探索的想法,笔者到玻璃仪器商店也订购了6支电镀离心沉淀管,分别编号,自制了一套离心装置用于试验,先用重量法测定好3-4个不同镀铬液中硫酸根的含量,然后用已知硫酸根含量镀铬液的2-3个分别同一离心管进行对比测定,得出重量法与离心法的相对平均误差系数可以看出,每根离心管的误差系数几乎都不一样。最小的在1%,的在15%。离心管测定的数据往往偏大,这与其他单位的情况基本相似。
二 测定方法
1 使用前用纯水冲洗离心管2-3次;
2. 移液管准确取样液20毫升于离心管中;
3. 浓盐酸4-5毫升于管中,塞上盖子,摇匀;
4. 25%的氯化钡5毫升,塞上盖子,摇匀。上述两次摇动,一定要均匀,特别是毛细管处。摇时不能过分剧烈,以防压力过大,药水冲出塞子而伤人伤物。
5. 置30分钟,其间常摇动,使沉淀物进可能沉降到毛细管处;
6. 置到离心机上先离心1分钟,取出轻轻地拍动管壁上的沉淀物使其向毛细管处下沉;
7. 放入离心机,恒速离心转动5分钟。注意恒速与恒时一经确定以后不要改动;
8. 出管子,再次轻轻拍动附着在管壁上的沉淀物,时其完全下沉到毛细管处;
9. 置约30分钟,使沉淀物和溶液完全分层后,读取毛细管处沉淀物的读数。
10.每次使用后,倒出残液,用试管刷清洗干净,纯水冲洗2-3遍再倒入30-40%的EDTA和氨水混合液浸泡,下次再用。
11.计算
硫酸H2SO4 克/升=沉淀读数×换算系数
换算系数=重量法测定硫酸根的含量(克/升)
离心管的沉淀读数
三 结论与讨论
1. 测定镀铬液中的硫酸根与重量法相比,可以做到快速简便,这是该方法的诱人之处。但是由于离心管本身是一种非标准计量玻璃仪器,简单使用时,会有一定的误差,误差不一致,而且往往是正误差。
2. 如果要采用离心法,建议在正式使用前对每根离心管进行编号,并用重量法测定硫酸根的数据对离心管进行检验,确定每根管子的重量法与离心法的误差系数,并且尽可能选用那些误差率小于5%的离心管。这样做可以达到减少误差,提高准确率,快速地满足日常生产的要求。
3. 当然,这些试验也可能有不少不足之处,欢迎同行指教,同行中如有更好的方法,也欢迎提出来,大家共享。