EDTA能与镍生成稳定的配合物(lgKf=18.6),可在pH3~10范围内用不同的指示剂,采用直接滴定、回滴或取代滴定等方法测定镍。铁、铝、锰、铜、钴、铅、锌、钙和镁等元素有干扰,在滴定前应将其分离。根据分离方法的不同,又分为氢氧化铵分离法和丁二酮肟沉淀分离法。
方法提要
EDTA容量法测定镍时,铁、铝、锰、铜、钴、铅、锌、钙和镁有干扰,在有柠檬酸存在下的微氨性溶液中丁二酮肟沉淀镍,绝大部分干扰元素都能分离除去。沉淀中带入的铝和少量铁用三乙醇胺掩蔽,铜用硫代硫酸钠或硫脲掩蔽。丁二酮肟镍沉淀经酸溶解后,在pH5~6的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中,加入过量的EDTA溶液络合镍,以二甲酚橙作指示剂,用锌标准溶液回滴;或在pH10时以紫尿酸铵作指示剂,用EDTA标准溶液直接滴定。本法适用于大于0.5%镍的测定。
试剂
硫脲。
盐酸。
硝酸。
硫酸。
氢氧化铵。
三乙醇胺。
氢氧化钠溶液(150g/L)。
抗坏血酸溶液(100g/L)用时现配。
柠檬酸铵溶液(10g/L,用氢氧化铵调至微碱性)。
氟化钾溶液(10g/L)。
氢氧化铵-氯化铵缓冲溶液(pH10)称取135gNH4Cl,用少量水溶解,加入140mLNH4OH,用水稀释至2000mL,摇匀。
乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH5.7±0.2)称取300gNaAc,溶于500mL水中,过滤,加12.3mLHAc,以水稀释至1000mL,摇匀(用pH计校正)。
丁二酮肟乙醇溶液(10g/L乙醇溶液)。
镍标准溶液-ρ(Ni)=1.00mg/mL称取1.0000g金属镍(>99.99%)置于250mL烧杯中,加20mL(1+1)HNO3,加热溶解,冷却。用水洗表面皿及杯壁,再加热至微沸,冷却。移入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
锌标准溶液c(Zn)=0.01mol/L称取0.8138g预先在160~170℃干燥2h的优级纯氧化锌(ZnO),以水润湿,加15mL(1+1)HCl,慢慢加热溶解,并蒸发至体积约3~5mL,移入1000mL容量瓶中,加入2滴甲基橙指示剂,用(1+1)NH4OH慢慢中和至变黄色,再以(1+1)HCl中和至红色,并过量5~6滴,用水稀释至刻度,摇匀。
EDTA标准溶液c(EDTA)=0.01mol/L称取3.75gEDTA二钠盐,以适量水溶解,移入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
标定:移取20.00mL镍标准溶液置于200mL烧杯中,加入20mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液、5mLKF溶液和少许硫脲,再加1mL抗坏血酸溶液,加热60~70℃,加入25.00mLEDTA标准溶液(其量应能使镍配位完全并过量5~10mL),加水至100mL左右,补加2滴二甲酚橙溶液,用锌标准溶液滴定至由黄色变为红色为终点。
按下式计算EDTA标准溶液对镍的滴定度:
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
式中:T为EDTA标准溶液对镍的滴定度,g/mL;m为所取镍标准溶液的镍量,g;V1为加入EDTA标准溶液的体积,mL;V2为滴定消耗锌标准溶液的体积,mL;k为每毫升锌标准溶液相当于EDTA标准溶液的体积。
k值的确定:移取20.00mLEDTA标准溶液置于200mL烧杯中,加入20mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液,加水至约100mL,加2滴二甲酚橙溶液,用锌标准溶液滴定至由黄色变为红色为终点。
按下式计算k值:
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
式中:V1为吸取EDTA标准溶液的体积,mL;V2为滴定消耗锌标准溶液的体积,mL。
酚酞指示剂(5g/L乙醇溶液)。
二甲酚橙溶液(1g/L)。
甲基橙指示剂(2g/L)。
紫脲酸铵指示剂取0.2~0.4g指示剂与100gK2SO4研细混匀。
分析步骤
称取0.2~0.5g试样(精确至0.0001g)置于250mL烧杯中,用少量水润湿,加入15mLHCl,盖上表面皿,加热分解约15min,使硫逸出,再加入5~10mLHNO3,继续加热至约2~3mL[如残渣带暗黑色,须加少许氟化钠和5mL(1+1)H2SO4,加热至80℃左右]。取下,加入数滴酚酞指示剂,用(1+1)NH4OH中和至微红色(如有铁、铝等氢氧化物沉淀,须用盐酸溶解,并补加柠檬酸铵溶液使之配位完全)。加入1~2gNaAc,在搅拌下慢慢加入10~20mL丁二酮肟乙醇溶液(视镍量而定,1mg镍约需沉淀剂0.6~0.8mL),盖上表面皿,静置4h以上,含量低时需放置过夜。用中速定量滤纸过滤,先用10g/L柠檬酸铵溶液洗涤3~5次,再用热水洗涤6~7次,将滤出的丁二酮肟镍沉淀用15mL(1+1)HCl溶于原烧杯中,用热水洗至无镍离子(用氢氧化铵检验,不再出现红色为止)。
(1)锌盐回滴法
取部分或全部溶液,加入2滴二甲酚橙指示剂,用氢氧化钠溶液中和至刚出现紫色,加入20mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液、少许硫脲和5mLKF溶液,煮沸,取下。加入25.00mLEDTA标准溶液,用水稀释至约100mL,补加2滴二甲酚橙指示剂,用锌标准溶液滴定至由黄色变为红色为终点。
按下式计算镍的含量:
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
式中:w(Ni)为镍的质量分数,%;V1为加入EDTA标准溶液的体积,mL;V2为滴定消耗锌标准溶液的体积,mL;k为每毫升锌标准溶液相当于EDTA标准溶液的体积;T为EDTA标准溶液对镍的滴定度,g/mL;m为称取试样的质量,g。
(2)直接滴定法
取部分或全部溶液,煮沸,并蒸发至近干(勿干!)。加水约50mL溶解盐类。冷却后加5mL(1+2)三乙醇胺、10mL氢氧化铵-氯化铵缓冲溶液和少许紫脲酸铵指示剂,用EDTA标准溶液滴定至溶液由黄色(镍量低于0.2mg时呈橙色)变为紫红色为终点。
按下式计算镍的含量:
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
式中:w(Ni)为镍的质量分数,%;V为滴定消耗EDTA标准溶液的体积,mL;V0为滴定空白溶液消耗EDTA标准溶液的体积,mL;T为EDTA标准溶液对镍的滴定度,g/mL;m为称取试样的质量,g。
注意事项
1)沉淀剂用量不宜过多,沉淀体积不宜太小,放置时间不宜太长,以防止沉淀剂析出。否则很难用水洗净而造成结果偏高。
2)因丁二酮肟镍沉淀中往往带下少量铁和铜杂质,故加入氟化钾和硫脲进行掩蔽。应在调整酸度后,在加入EDTA溶液前加入,否则掩蔽不完全。同样,在pH10时用EDTA标准溶液直接滴定镍时加三乙醇胺掩蔽铁。
3)直接法滴定时,将溶液煮沸主要是为了使丁二酮肟分解;否则在加入氢氧化铵-氯化铵缓冲溶液时,会析出丁二酮肟沉淀。
4)直接法滴定时,如果因镍量过高(>50mg)而析出碱式氯化镍[Ni(OH)Cl]时,应补加氢氧化铵,待其溶解后再进行滴定。
5)当试样中含有铜,若在丁二酮肟沉淀时带入铜时,则只能按锌盐回滴法进行。