磷化液的简便分析方法及配方开发技术

1、磷化液的简便分析方法及配方开发技术本测试所用的磷化液为锌系磷化液,它是由磷酸、氧化锌、硝酸锌及促进剂配制而成。一般分析它的总酸度、二价锌离子(Zn2+、游离酸、磷酸根(PO43-、硝酸根(NO3-。硝酸根在磷化槽中变化不大,不必经常分析,但要控制在一定的范围。如果硝酸根在磷化槽中比例失调,将影响磷化反应的速度。中温磷化液中的铁离子主要以FeSO4析出,微量的Fe2+可忽略不计,一般不分析。但由于人为操作不当,如磷化槽体积过小、温度低、比例失调等原因,不能及时将Fe2+氧化为Fe3+,而Fe2+除不干扰Zn2+的分析外,将干扰所有其他成分的分析。1磷化液的分析机制1.1试剂的配置重铬酸钾标准溶液

2、c(K2Cr2O7=0.08953mol/L;氢氧化钠标准溶液c(NaOH=0.2000mol/L;EDTA 标准溶液c(EDTA=0.2000mol/L;硫磷混酸是用体积比为113的分析纯的硫酸、磷酸和水配制而成;尿素为固体。二苯胺磺酸钠指示剂用1.0g 二苯胺磺酸钠溶于100mL 体积分数为2.0%的硫酸溶液制得;二甲酚橙指示剂用0.2g 二甲酚橙溶于100mL 体积分数为10%的乙醇溶液制得;溴甲酚绿指示剂用0.3g 溴甲酚绿溶于100mL 体积分数为20%的乙醇溶液制得;酚酞指示剂用1.0g 酚酞试剂溶于100mL 分析纯乙醇制得;草酸钾溶液用15g 草酸钾溶100mL 的水中制得;乙

3、酸-乙酸钠缓冲溶液是用温水溶解100g 无水乙酸钠,冷却后滴加冰乙酸9.0mL,用水稀释至1L,此时pH5.5(用精密pH 试纸检查。 2分析及计算2.1二价铁离子的分析在250mL 锥形瓶中,加水约50mL,移取磷化液5.0mL,加硫磷混酸5.0mL, 二苯胺磺酸钠指示剂34滴,用重铬酸钾标准溶液滴定到蓝紫色,30s 内不消失即为滴定终点。（Fe2+）=cVM/VO=0.08953×55.85V/5.0=1.0V(1式(1中:(Fe2+二价铁离子的质量浓度,g/L;c重铬酸钾标准溶液的摩尔浓度,mol/L;V重滴定消耗的重铬酸钾标准溶液的体积,mL;M重二价铁离子的摩尔质量,g/m

4、ol;V0重磷化液的体积,mL。2.2总酸度与二价锌离子的分析在250mL 锥形瓶中,加水约50mL,移取磷化液5.0mL,加酚酞指示剂34滴,用氢氧化钠标准溶液滴定到红色且不褪色即为滴定终点。总酸度(点=100c1V1/V0=0.2000×100V1/5.0=4.0V1(2式(2中:c 1氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度,mol/L;V1滴定消耗的氢氧化钠标准溶液的体积,mL;V0磷化液的体积,mL。在分析总酸度后的溶液中,加入pH=5.5缓冲溶液5.0mL,二甲酚橙指示剂23滴,用EDT A 标准溶液滴定到纯黄色为终点。（Zn2+）=c2V2M2/VO=0.2000×65.3

5、8V2/5.0=26V2式(3中:(Zn2+二价锌离子的质量浓度,g/L;c2EDTA标准溶液的摩尔浓度,mol/L;V2滴定消耗的EDTA 标准溶液的体积,mL;M2二价锌离子的摩尔质量,g/mol;V0移取磷化液的体积,mL。2.3游离酸与磷酸根的分析在250mL 锥形瓶中,加水约50mL,移取磷化液5.0mL,加溴甲酚绿指示剂23滴,用氢氧化钠标准溶液滴定到蓝绿色为终点。游离酸(点=100c3V3/V0=0.2000×100V3/5.0=4.0V3(4式(4中:c 3氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度,mol/L;V3滴定消耗的氢氧化钠标准溶液的体积,mL;V0磷化液的体积,mL。在分

6、析游离酸后的溶液中,加入体积质量15g/mL的草酸钾溶液20mL,酚酞指示剂34滴,用氢氧化钠标准溶液滴定到紫色为终点。（PO3-）=c4V4M4/VO=0.2000×94.97V4/5.0=3.8V4式(5中:(PO43-磷酸根的质量浓度,g/L;c 4氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度,mol/L;V4滴定消耗的氢氧化钠标准溶液的体积,mL;M4磷酸根的摩尔质量,g/mol;V0移取磷化液的体积,mL。2.4关系分析根据长期的实践,发现测定磷化液各成分时各试剂的用量存在一定关系:V1=V2+V3+V4。在此基础上可以只测定其中的3个量,从而推导出另1个量,这样就节约了试剂和测试时间。准确

7、度最高的是对Zn2+的分析，这是因为磷化液中其他成分都不会干扰Zn2+的分析。分析误差最大的是总酸度,由于Zn2+的干扰,滴定终点褪色。2.5注意事项由于Fe2+易氧化为Fe3+,应先分析。分析磷化液中的Fe2+时,如滴定终点反应不灵敏可在滴定前加尿素约0.5g,盖上胶塞摇匀,放置到溶液澄清后再进行滴定。因为空气中还原性气体和灰尘都能与Cr 2O72-缓慢作用使溶液褪色,所以到达终点30s 内不消失即为终点分析总酸度时,加入酚酞指示剂的量与滴定标准溶液的速度,都将影响终点的灵敏度。二甲酚橙指示剂配制成水溶液后,如放置时间过长易发生聚合和氧化反应,不能敏锐指示终点,故加体积分数为10%的乙醇以防止聚和和氧化。分析磷酸根时若终点反应不灵敏,应稍加温或增加草酸钾溶液的用量。3结语总酸度、游离酸的化验操作简便,成本低。磷酸根的检验成本高,可由化验总酸度、二价锌离子、游离酸时所消耗标准溶液的体积数,来推算出磷酸根的含量,这比原化验方法操作简便、成本低,滴定终点更接近于理论终点。禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业 生产研发过程中遇到的难题， 利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进 及新产品研发。 通过对化工产品的配方分析还原，有利于企业了解现有技术的发展水平，实 现知己知彼；有利于在现