鎳電解溶液中過(guò)氧化氫的測(cè)定

汪立燿，劉曉麗

（甘肅省金昌市金川集團(tuán)股份有限公司檢測(cè)中心，甘肅 金昌 731700）

在濕法冶煉中，采用工業(yè)雙氧水是為了除去鎳電解溶液中的砷，當(dāng)混合陽(yáng)極液中砷含量大于0.50g/L時(shí)，向溶液中加入含量約25%的過(guò)氧化氫，將三價(jià)砷氧化為五價(jià)砷，在除鐵工藝中，使三價(jià)鐵和五價(jià)砷生成砷酸鐵沉淀除砷。工業(yè)雙氧水的加入量直接影響除砷的效果和電鎳的產(chǎn)品質(zhì)量。如果工業(yè)雙氧水加入量太多，電鎳的物理外觀不合格，加入量較少則砷含量超標(biāo)，導(dǎo)致電鎳品級(jí)率下降。為保證電鎳產(chǎn)品質(zhì)量，為鎳廠除砷試驗(yàn)提供可靠準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，需建立鎳電解溶液中過(guò)氧化氫的分析方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑

（1）硫酸（ρ1.84g/mL）。

（2）硫酸（1+3）。

（3）硫酸（1+5）。

（4）硫酸錳（100g/L）。

（5）鎳（70g/L）：稱取硫酸鎳95g于500mL燒杯中，加水溶解，移入500mL容量瓶中，以水定容。

（6）銅標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.0000g/L）。

（7）鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.000g/L）。

（8）鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.000g/L）。

（9）草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.050 mol/L）：稱取6.700g的草酸鈉(在105-110℃烘干至恒量，保存于干燥器中，冷卻至室溫)，置于400mL燒杯中，加入200mL水，小心加入25mL硫酸(1)，加熱溶解，冷卻后移入1000mL容量瓶中，以水定容。

（10）高錳酸鉀貯存溶液：稱取32g高錳酸鉀于1000mL燒杯中，加入500mL水，蓋上表皿，加熱煮沸l(wèi)0min，并于電熱板上保持2h，取下后放置5～6天，將溶液過(guò)濾于1000mL棕色容量瓶中，用煮沸冷卻的水定容。

（11）高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液。

①配制：量取100mL高錳酸鉀貯存溶液(10)，置于1000mL容量瓶中，用煮沸并冷卻至室溫的水定容，高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度約為0.02 mol/L。

②標(biāo)定：移取10.00mL草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(9)四份分別置于四個(gè)500mL三角燒杯中，加入l0mL硫酸(2)，用水稀釋至100mL，加熱至70～80℃，用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液①滴定至溶液出現(xiàn)粉紅色，lmin內(nèi)不褪色為終點(diǎn)。平行標(biāo)定四份所消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的極差應(yīng)不大于0.l0mL，取其平均值。

按式（1）計(jì)算高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度：

式中：C（KMnO4）——高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液之物質(zhì)的量濃度，mol/L。

C（C2O42-）——草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液之物質(zhì)的量濃度，mol/L。

V0——移取草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL。

V1——消耗高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的平均值，mL。

1.2 試驗(yàn)方法

移取一定量的鎳電解液于500mL三角燒杯中，加入20mL硫酸（3），加入5滴硫酸錳（4），加水控制溶液的體積約為50mL，用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液顏色由無(wú)色變?yōu)榉奂t色，lmin內(nèi)不褪色為終點(diǎn)。

2 結(jié)果及討論

2.1 酸度的影響

高錳酸鉀與過(guò)氧化氫的反應(yīng)可在硫酸介質(zhì)中進(jìn)行，該反應(yīng)在常溫下即可順利進(jìn)行。為了保證反應(yīng)順利進(jìn)行，需控制滴定的酸度。選取兩個(gè)濃度不同鎳電解溶液，加入不同體積的硫酸（3），加入5滴硫酸錳（4），加水控制溶液的體積約為50mL，用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液顏色由無(wú)色變?yōu)榉奂t色，lmin內(nèi)不褪色為終點(diǎn)。

由表1可以看出，酸度越大反應(yīng)速度越快，綜合考慮分析結(jié)果和分析速度，選擇硫酸的加入量為20mL。

表1 酸度的影響

2.2 催化劑用量選擇

高錳酸鉀與過(guò)氧化氫的反應(yīng)可在硫酸介質(zhì)中進(jìn)行，此反應(yīng)在常溫下反應(yīng)速度較慢，為加速反應(yīng)的進(jìn)行，需加入催化劑硫酸錳。選取兩個(gè)含量不同鎳電解溶液于500mL三角燒杯中，加入20mL硫酸（3），加入不同量硫酸錳（4），加水控制溶液的體積約為50mL，用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液顏色由無(wú)色變?yōu)榉奂t色，lmin內(nèi)不褪色為終點(diǎn)，未加入硫酸錳時(shí)，滴定一個(gè)樣品需10min，硫酸錳的用量在3~10滴時(shí)，滴定一個(gè)樣品只需3min，加入硫酸錳能夠加快分析速度，且對(duì)樣品的測(cè)定結(jié)果無(wú)影響，選擇硫酸錳加入量為5滴。

2.3 共存元素干擾試驗(yàn)

在鎳電解溶液中，含有大量的鎳、鈉離子和氯離子，以及少量的銅、鐵、鈷、鉛、銻、砷等元素，各元素含量約為鎳70g/L，鈉離子40g/L，氯離子70g/L，銅、鐵、鈷1g/L，砷、銻、鉛0.05g/L，為保證分析結(jié)果準(zhǔn)確性，對(duì)溶液中各元素進(jìn)行了單干擾試驗(yàn)。選取兩個(gè)含量不同鎳電解溶液于500mL三角燒杯中，按照試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)。待測(cè)樣品中銅、鐵、鈷的含量小于10mg、氯離子小于900mg、鈉離子量小于500mg、砷、銻、鉛小于1mg、鎳量小于840mg時(shí)，對(duì)過(guò)氧化氫的測(cè)定無(wú)影響。但隨著鎳量的增加，鎳離子的綠色和高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的紫色混合，終點(diǎn)顏色為灰色，不易判斷，當(dāng)樣品的終點(diǎn)滴定至粉色時(shí)，結(jié)果偏高，該方法只適合過(guò)氧化氫的含量大于0.50 g/L，鎳量小于800mg樣品的分析。

3 試樣分析

3.1 精密度試驗(yàn)

選取不同含量的鎳電解溶液，對(duì)樣品中的過(guò)氧化氫測(cè)定11次，數(shù)據(jù)見表2。

表2 精密度試驗(yàn)

7 27.02 7.48 76.35 1.10 0.55 8 27.02 7.48 76.25 1.08 0.54 9 26.87 7.48 76.25 1.10 0.54 10 26.87 7.46 76.35 1.06 0.55 11 26.87 7.46 76.35 1.06 0.54平均值 26.94 7.47 76.30 1.07 0.55 s 0.067 0.013 0.11 0.016 0.0075 RSD% 0.25 0.17 0.14 1.50 1.36

由表2可以看出，樣品的RSD在0.15%~1.50%之間，滿足分析要求。

3.2 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

對(duì)于雙氧水的測(cè)定，無(wú)法采用加標(biāo)回收試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性，因此，本方法采用對(duì)同一樣品取樣量不同來(lái)驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確度，數(shù)據(jù)見表3。

表3 不同分取量的影響

由表3的數(shù)據(jù)可以看出，不同的取樣量，樣品的結(jié)果一致，該方法準(zhǔn)確可靠。

4 結(jié)論

試驗(yàn)可見，氧化還原滴定法測(cè)定電鎳溶液中的過(guò)氧化氫，溶液中的鎳、銅、鐵、鈷、鈉、銻、砷、鉛、氯離子等元素不干擾待測(cè)元素過(guò)氧化氫，方法的精密度和準(zhǔn)確度滿足分析要求，方法操作簡(jiǎn)便、快速，能夠滿足生產(chǎn)車間的需求。