镍离子与丁二酮肟反应 丁二酮肟法测定镍离子的含量
时间：2019-04-18 03:29:42 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：在氨水作为缓冲溶液的条件下，以丁二酮肟作为显色剂，过硫酸铵作为氧化剂，用分光光度法在435nm的波长下，测定丁二酮肟与镍离子的显色条件，从而确定丁二酮肟、过硫酸铵、氢氧化钠的最佳用量。测定镍离子含量的相对误差在2%~5%范围内。
关键词：镍；丁二酮肟；过硫酸铵；分光光度法
Abstract In the condition that ammonia as buffer solution, diacetyldioxime as chromogenic agent and ammonium persulfate as oxidizer, the coloration condition of diacetyldioxime with nickel ion was assaied by using Spectrophotometry at 435nm. By which the optimal dosage of diacetyldioxime, ammonium persulfate and natrium hydroxydatum were determined. The proportional error of nickel ion content was within the extent of 2%~5%.
Key wordNickel; Diacetyldioxime; Ammonium persulfate; Spectrophotometry
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
0 前言
随着科学技术的不断进步，镍的应用也越来越广泛，镍具有良好的抗腐蚀性、韧性和机械强度以及较高的化学稳定性，被广泛的应用于工农业生产、航天航空、
交通运输、石油化工、化工机械设备加工、电子信息、原子能工业及家电日用等
等。因此在工业生产应用过程中，难免要进行镍含量的测定，镍含量的测定方法很多，如主要有分光光度法、重量法、滴定法等等[1]，它们各有特点；但是在较复杂的环境下，重量法和滴定法受到的干扰较多，导致测试结果偏差较大，而分光度法则能显示它抗干扰的优势，是一种较好的选择。本文用过硫酸铵作氧化剂，以氨水和氢氧化钠为碱性溶液，利用丁二酮肟镍的显色条件测定了镍铬合金电镀液中的镍含量[2，4]。
1 实验部分
1.1药品、仪器
仪器：721型分光光度计（四川分析仪器厂），
药品：六水硫酸镍 分析纯丁二酮肟 分析纯 氨水 分析纯
过硫酸铵分析纯 氢氧化钠分析纯 镍铬合金电镀液[3]
1.2实验原理及步骤
在碱性溶液中，当有氧化剂存在时，丁二酮肟与镍离子生成可溶性的酒红色配合物，通过测定酒红色配合物的吸光度，来确定镍离子的含量；本实验是在氨水碱性溶液中，以过硫酸铵为氧化剂的条件下进行的反应，其反应式为：
NiSO4+(NH4)2S2O8==Ni(SO4)2+(NH4)2SO4Ni4++3D2-=NiD32-（酒红色）
D2---表示丁二酮肟的阴离子。
测试步骤是首先测定丁二酮肟镍的最大吸收峰，做出工作曲线，确定方法的可靠性；通过探讨测定影响因素，找出最佳测定条件，做出电镀液的工作曲线，测定电镀液中镍含量。
1.3 最大吸收波长的选择
准确吸取10.00mL 20ug/mL的镍标准溶液，至于100mL容量瓶中，依次加入1.00mL 1moL/L的NaOH溶液、3.00mL3%的过硫酸铵溶液，摇匀后加入15.00mL0.1%的丁二酮肟溶液，充分摇匀，用水稀释至刻度；以不加镍的溶液做空白，放置12-15min，用1cm的玻璃比色皿，在400-500nm波长范围内，测其吸光度。根据实验结果，从400nm至435nm波长范围内，随着波长的增加吸光度是逐渐增大的，说明随着波长的增大，在435nm至500nm波长范围内，随着波长的增加吸光度是逐渐减小的，在435nm处，丁二酮肟镍配合物吸光度最大，所以本实验选择最大吸收波长为435nm。
1.4 标准工作曲线
取8个100mL的容量瓶，分别加入0.00，1.00，3.00，5.00，7.00，9.00，11.00及13.00mL浓度为20ug/mL的镍标准溶液，依次各加入1.00mL1moL/L的NaOH溶液、3.00mL3%的（NH4）2S2O8溶液、25.00mL0.1%的丁二酮肟溶液。放置12-15min后，以空白为参比溶液，用1cm玻璃比色皿，在435nm处，分别测定吸光度。以镍的浓度作为横坐标，吸光度作为纵坐标，做出标准曲线。
2 结果讨论
电镀镍铬合金镀液中[3]，含有主盐、配合剂、缓冲剂、导电盐及添加剂等，这些物质或多或少对测试结果都有影响；另外，显色剂用量、氧化剂用量以及酸度范围等也有严重影响。我们用空白实验排除镍铬合金镀液的影响，通过实验确定了显色剂用量、氧化剂用量以及酸度范围。具体实验情况如下。
2.1 显色剂的用量
取5个100mL的容量瓶，依次1、2、3、4、5号，向1-5号容量瓶中分别准确加入10.00mL 20ug/mL的镍标准溶液，1.00mL 1moL/L的NaOH溶液，3.00mL3%的过硫酸铵溶液摇匀。再向1-5号容量瓶中分别加入5.00，10.00，15.00，20.00，25.00mL的丁二酮肟溶液，摇匀后用蒸馏水稀释至刻度即可。再分别配制1-5号相应的空白溶液；在435nm处测定1-5号溶液的吸光度，确定丁二酮肟的最佳含量。
2.2 氧化剂的用量
取7个100mL的容量瓶,编号1-7号，分别准确加入10.00mL 20ug/mL的镍标准溶液，向上述7个容量瓶中各加入1.00mL1moL/L的NaOH溶液，再分别加入3%的(NH4)2S2O8的量为0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL，各加
入25.00mL0.1%的丁二酮肟溶液摇匀，用蒸馏水稀释至刻度摇匀；配制相应的7份空白溶液，放置12-15min后,分别在435nm处测定吸光度，根据实验结果，当不加入氧化剂时，溶液浑浊且呈粉红色，这是因为没有氧化剂过硫酸铵时，Ni(Ⅱ)不会变成Ni（Ⅳ），所以不会出现酒红色络合物。当加入过量时，溶液呈酒红色浑浊，吸光度低且不稳；由此可以见，氧化剂过量，配合物可能被破坏，导致无法测定；所以过硫酸铵的用量为2.00-3.00mL时，吸光度较大并且稳定性较高。本实验选择3.00mL3%的过硫酸铵溶液。
2.3酸度范围
取7个100mL的容量瓶,分别准确加入10.00mL 20ug/mL的镍标准溶液；依次将0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL 1moL/LNaOH溶液加入,分别加入3.00mL 3%的过硫酸铵溶液摇匀；分别加入25.00mL 0.1%的丁二酮肟溶液摇匀，用蒸馏水稀释至刻度摇匀。配制相应的7份空白溶液，放置12-15min后，分别测定吸光度。根据实验结果，当加入1.00mL以上1moL/L的氢氧化钠溶液时，溶液沉淀消失，吸光度最大，所以选择加入1.00mL 1moL/L的氢氧化钠溶液，显色液pH为12-13。另外，从表2中还可以看出，在氨水的条件下碱性不足，丁二酮肟与镍离子生成部分酒红色沉淀，只有加入足量的氢氧化钠时，丁二酮肟镍才是可溶的，并且吸光度大，所以加入适量的氢氧化钠溶液，是十分必要的。
2.4镍离子含量的测定
取5个100mL的容量瓶，分别加入0.00，2.00，4.00，6.00，8.00mL含 20ug/mLNi2+的标准镍铬合金镀液。依次各加入1.00mL1moL/L的NaOH溶液，3.00mL3%的（NH4）2S2O8溶液，25.00mL0.1%的丁二酮肟溶液。以不含镍离子的1号溶液为参比，用1cm玻璃比色皿，在435nm处，测定溶液的吸光度，一般分光光度法的相对误差在2%-5%，该测试方法相对误差在3%左右，适合于工业生产中跟踪测试。所以该测试方法可适用于电镀镍铬合金镀液中镍含量的测定。
3 结论
综上所述，电镀镍铬合金镀液中的镍含量，可以用分光光度法测定。其测定条件是：取一定量的镀液，加入3%(NH4)2S2O8溶液、用1moL/L氢氧化钠溶液调pH为12-13，加入0.1%丁二酮肟溶液，稀释到刻度测吸光度，通过计算就可以得到镀液中的镍含量。用分光光度法测定镍离子的含量，操作简便，准确度高，误差在2%-5%范围内，不仅可用于工业生产中跟踪测试，也可以用于复杂环境下的镍含量的测定。
参考文献：
[1] 武汉大学等.分析化学[M].北京:高等教育出版社,2000:175-186
[2] 王永利.过硫酸铵-丁二酮肟示差分光光度法测定镍铁中的镍[J].东北林业大学学报.2001,29(4):82-84
[3] 张丕俭.Ni-Gr合金镀液中镍铬含量的快速测定[J].材料保护.1999,32(5):16-18
[4] 黄建东,黄海清.不同氧化剂下丁二酮肟光度法测定镍的对比实验研究[J].山西化工,1996,(4):23-25
