УДК:696.135:546.76

Матяшев В.Г., Дуда Т.И., Шевченко В.М.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЗАМЕНЫ ИМПОРТНЫХ НАБОРОВ РЕАГЕНТОВ НА ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ЭЛЕКТРОЛИТОВ ТРАВЛЕНИЯ

Национальный технический университет Украины

«Киевский политехнический институт»

Введение

На многих производствах Украины, где применяются электролиты травления, для анализов их состава используют дорогостоящие импортные наборы реагентов под кодами, то есть такие, состав которых фирма-экспортёр не указывает. В то же время до 90 года прошлого столетия соответствующие определения производились по нескольким альтернативным методикам исключительно с использованием советских реактивов.

Нам удалось идентифицировать (установить количественный и качественный состав) одного из таких наборов для анализов электролитов травления, поступающего из Японии на одно Киевское предприятие, где имеется цех регенерации хромированных валов. Оказалось, что японский набор соответствует йодометрическому определению CuCl₂·2H₂O c традиционными для этого метода концентрациями реагентов. Реактивом для определения HCl в электролитах травления оказался раствор NaOH а также метилоранж. Однако раствор щелочи имел несколько нетрадиционно высокую концентрацию- 1 моль/л, что вероятно, связано с высокой концентрацией окрашенного соединения меди (II), на фоне которого определяется HCl методом нейтрализации. Нами были приготовлены все указанные растворы реагентов с использованием только реактивов отечественного производства. Апробация показала, что с использованием предлагаемых отечественных реагентов результаты анализов по точности, воспроизводимости и надежности не уступают получаемым на японских прототипах (расхождение <2 %).Как альтернативное, дополнительно было апробировано комплексонометрическое определение меди (II), проведённое также с использованием только отечественных реактивов. Расхождение результатов при использовании указанного метода (по CuCl₂·2H₂O) в некоторых случаях превышало 2 %. Поэтому определение меди (II) в электролитах травления предлагается производить йодометрически, а HCl – методом нейтрализации.

Определение CuCl₂·2H₂O

Предлагаем такое определение производить методом йодометрии, титруя йод, который выделился, тиосульфатом .В качестве индикатора нужно использовать крахмал [1].

Принцип метода. Метод основан на восстановлении Cu(II) до Cu(I) йодидом калия в слабокислом растворе с последующим титрованием йода, который выделился, тиосульфатом (индикатор крахмал):

2Cu²⁺ + 4I^–→2CuI ↓+ I₂;

I₂+2S₂O₃^{2 –} →2I^– + S₄O₆^2–.

Реактивы. Йодид калия, ~ 0,3н раствор и тиосульфат натрия. 0,1н титрованный (фиксанальный) раствор; крахмал, растворённый в воде, 1 %-ный раствор; серная кислота (1:1) .

Анализируемый раствор помещают в мерную колбу на 100 мл, добавляют дистиллированой воды до метки и хорошо перемешивают. Аликвотную часть раствора (10 мл) отбирают пипеткой и помещают в коническую колбу на 250 мл, добавляют 50 мл воды, а также 5 мл H₂SO₄(1:1) и 10 мл раствора KI, перемешивают, дают постоять 2–5 мин. до полного выделения I₂. Затем титруют 0,1н раствором тиосульфата натрия в присутствии индикатора (крахмал) до исчезновения синей окраски раствора, которая не появляется снова более 10 сек. Содержание в электролите CuCl₂·2H₂O (г/л) рассчитывают по формуле:

А СuCl₂·2H₂O =V₁·k·0,01705·100·1000/10V,

где V₁-объем 1н раствора Na₂S₂O₃, израсходованного на титрование, мл;

k-коэффициент приведения объема раствора Na₂S₂O₃ к 0,1 н;

0.01705 – масса (в граммах) CuCl₂·2H₂O, соответствующяя 1 мл 0.1н Na₂S₂O₃;

V-объём электролита травления, взятого для анализа, мл.

Определение HCl

Предлагаем определять HCl в электролитах травления методом нейтрализации, титруя HCl щелочью. В качестве индикатора необходимо использовать метилоранж [2-3].

Принцип метода. В основе метода лежит нейтрализация соляной кислоты титрированным раствором NaOH (индикатор – метилоранж).

H⁺ +OH^– →H₂O

Реактивы. Метилоранж ~0,1% водный раствор; гидроксид натрия, 1н титрованный раствор.

Определение. 10мл раствора, который анализируют, отбирают пипеткой в коническую колбу на 250мл, добавляя туда же 50 мл водного раствора метилоранжа, и хорошо перемешивают. Раствор должен стать красным (на фоне окраски Cu(II)). Далее титруют 1н NaOH до перехода красной окраски в желтую. Содержание HCl в электролите травления рассчитывают по формуле:

А (HCl)=V₁·k·0,03646·1000/V, г/л, где

V₁- объем 1н раствора NaOH, израсходованного на титрование, мл;

k- коэффициент приведения объёма раствора NaOH к 1н;

0,03646- масса (в граммах) HCl, соответствующая 1мл 1н NaOH;

V- объём электролита, взятого для анализа, мл.

Выводы

Следовательно, для анализов электролитов травления в условиях производства можно рекомендовать определение CuCl₂·2H₂O методом йодометрии, а HCl- методом нейтрализации с индикатором метилоранжем, используя исключительно отечественные реактивы.

Литература

1.Годовская К.И., Толстая Л.Т. Лабораторный практикум по техническому анализу и контролю качества электрохимических покрытий.- М.: Машиностроение, 1984- 201с.

2.Крешков А.П. Основы аналитической химии. Том 2.- М.: Химия, 1971-456с.

3.Алексеев В.Н.Количественный анализ. Четвёртое издание- М.: Химия, 1972-504с.