丁二酮肟法测定镍离子的含量
摘要：以氨水为缓冲溶液，丁二酮肟为显色剂，过硫酸铵为氧化剂，在435nm波长处采用分光光度法测定丁二酮肟与镍离子的显色条件，从而确定丁二酮肟、过硫酸铵和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
其中，以 为试剂，以 为配体，在435nm处， 的 为 ，其中 、 和 分别为 ， 的误差为2%~5%。
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中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
0 简介
随着科技的不断进步，镍的应用越来越广泛。镍具有良好的耐腐蚀性、韧性、机械强度和较高的化学稳定性，广泛应用于工农业生产、航空航天、
交通运输、石油化工、化工机械设备加工、电子信息、原子能工业及家用电器等。
因此在工业生产和应用过程中，不可避免的需要对镍含量进行测定。镍含量的测定方法很多，如分光光度法、重量法、滴定法等[1]，各有特点；但在较复杂的环境中，重量法和滴定法受到的干扰较多，导致测试结果偏差较大，而分光光度法则能体现其抗干扰优势，是较好的选择。本文以过硫酸铵为氧化剂，氨水和氢氧化钠为碱性溶液，利用丁二酮肟镍的显色条件，对镍铬合金电镀液中的镍含量进行了测定[2，4]。
1 实验部分
1.1 药物及器械
仪器：721分光光度计（四川分析仪器厂），
化学品：硫酸镍六水合物（分析纯）、二甲基乙二肟（分析纯）、氨（分析纯）
过硫酸铵 分析纯氢氧化钠 分析纯镍铬合金镀液 [3]
1.2 实验原理及步骤
在碱性溶液中，有氧化剂存在时，丁二酮肟与镍离子反应生成可溶性酒红色络合物，通过测定酒红色络合物的吸光度来测定镍离子的含量。本实验在碱性氨溶液中进行，以过硫酸铵为氧化剂，反应式为：
NiSO4+(NH4)2S2O8==Ni(SO4)2+(NH4)++3D2-=NiD32-（酒红色）
D2---代表二乙酰肟阴离子。
试验步骤为：首先测定二乙酰肟镍的最大吸收峰，制作工作曲线，确定方法的可靠性；通过探究测定的影响因素，找到最佳测定条件，制作镀液工作曲线，测定镀液中的镍含量。
1.3 最大吸收波长的选择
准确吸取20ug/mL镍标准溶液10.00mL，置于100mL容量瓶中，加入1moL/L NaOH溶液1.00mL、3%过硫酸铵溶液3.00mL，摇匀，加入0.1%丁二酮肟溶液15.00mL，摇匀，用水稀释至刻度；以不含镍的溶液作为空白，放置12-15min，用1cm玻璃比色皿在400-500nm波长范围内测定其吸光度。根据实验结果，从400nm至435nm波长范围内，随着波长的增加，吸光度逐渐增大，表明随着波长的增加，在435nm至500nm波长范围内，随着波长的增加，吸光度逐渐减小。 在435nm处，丁二酮肟镍配合物的吸光度最大，故本实验的最大吸收波长为435nm。
1.4 标准工作曲线
取8个100mL容量瓶，分别加入0.00、1.00、3.00、5.00、7.00、9.00、11.00、13.00mL 20ug/mL镍标准溶液，加入1./L NaOH溶液、3.00mL 3%(NH4)2S2O8溶液、25.00mL 0.1%丁二酮肟溶液，静置12-15min后，以空白为参比溶液，用1cm玻璃比色皿，在435nm处测定吸光度，以镍浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。
2 结果与讨论
镍铬合金镀液[3]中含有主盐、络合剂、缓冲剂、导电盐及添加剂等，这些物质对测试结果或多或少都有影响；另外显色剂的用量、氧化剂的用量、酸度范围也有严重影响。我们采用空白实验来消除镍铬合金镀液的影响，并通过实验确定显色剂的用量、氧化剂的用量及酸度范围。具体实验结果如下。
2.1 显色剂用量
取5个100mL容量瓶，依次为1、2、3、4、5号，分别准确加入10.00mL 20ug/mL镍标准溶液、1.00mL 1moL/L NaOH溶液、3.00mL 3%过硫酸铵溶液于1-5号容量瓶中，摇匀。再分别加入5.00、10.00、15.00、20.00、25.00mL丁二酮肟溶液于1-5号容量瓶中，摇匀，用蒸馏水稀释至刻度。然后分别制备相应的1-5号空白溶液；在435nm处测定1-5号溶液的吸光度，即确定丁二酮肟的最佳含量。
2.2 氧化剂用量
取7个100mL容量瓶，编号为1-7，分别准确加入10.00mL 20ug/mL镍标准溶液，在7个容量瓶中加入1./L NaOH溶液，再在7个容量瓶中分别加入0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL 3%(NH4)2S2O8。
加入25.00mL 0.1%丁二酮肟溶液摇匀，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀；配制7份相应的空白溶液，放置12～15分钟，分别在435nm处测定吸光度。由实验结果可知，不加氧化剂时，溶液呈浑浊粉红色。这是因为没有氧化剂过硫酸铵，Ni（II）就不会变成Ni（IV），所以不会出现酒红色的络合物。加入过量时，溶液呈酒红色浑浊，吸光度低且不稳定；可见氧化剂过量时，可能会破坏络合物，导致无法测定；所以过硫酸铵用量为2.00～3.00mL时，吸光度较大，稳定性较高。本实验选用3.00mL 3%过硫酸铵溶液。
2.3 酸度范围
取7个100mL容量瓶，分别准确加入20ug/mL镍标准溶液10.00mL；依次加入1moL/LNaOH溶液0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL，分别加入3%过硫酸铵溶液3.00mL，摇匀；分别加入0.1%丁二酮肟溶液25.00mL，摇匀，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。配制7个相应的空白溶液，静置12～15min，分别测定吸光度。 根据实验结果，当加入1.00mL以上1moL/L氢氧化钠溶液时，溶液沉淀消失且吸光度最大，故选择加入1.00mL 1moL/L氢氧化钠溶液，显色液pH为12～13。另外，从表2可以看出，在氨水条件下，碱度不足，二乙酰肟与镍离子生成部分酒红色沉淀。只有加入足够量的氢氧化钠，二乙酰肟镍才溶解且吸光度较大，因此加入适量的氢氧化钠溶液是非常必要的。
2.4 镍离子含量的测定
取5个100mL容量瓶，分别加入含20ug/mL Ni2+的标准镍铬合金镀液0.00、2.00、4.00、6.00、8.00mL。依次加入1./L NaOH溶液、3%(NH4)2S2O8溶液3.00mL、0.1%丁二酮肟溶液25.00mL。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为2%-5%，本测试方法的相对误差在3%左右，适用于工业生产中的后续检测。因此，本测试方法可应用于电镀镍铬合金镀液中镍含量的测定。
3 结论
综上所述，采用分光光度法可以测定电镀镍铬合金镀液中的镍含量。测定条件为：取一定量的镀液，加入3%(NH4)2S2O8溶液，用1moL/L氢氧化钠溶液调节pH为12-13，加入0.1%丁二酮肟溶液，稀释至刻度后测定吸光度，通过计算即可得到镀液中的镍含量。分光光度法操作简便，准确度高，误差在2%-5%范围内，不仅可用于工业生产中的跟踪试验，也可用于复杂环境下镍含量的测定。
参考：
[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-丁二酮肟差示光度法测定镍铁中镍 [J]. 东北林业大学学报. 2001, 29(4): 82-84
[3] 张丕建. 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. 不同氧化剂二乙酰肟分光光度法测定镍的比较实验研究[J]. 山西化工, 1996, (4): 23-25