Способ определения концентрации ульфат-ионов в хромовокислых электролитах

Способ определения концентрации ульфат-ионов в хромовокислых электролитах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< и 735984

Союз Советских

Соцмапмстмческмх республик

Р., 1

Д ать,." 1 : стсдтт. - Р

l (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву—

1 (51)М. КЛ.

С 01 ! 27/52 (22) Заявлено 28.04,75 (2! ) 21 29378/18-25 с присоелинение1и заявки М— (23) П риоритет—

Геаударстее11ный комитет

СССР

Опубликовано 25 05, 80 Бюллетень Ж 19 ао делам изобретений и открытий (53) УДК 543.257. (088.8) Jlàòà опубликования описания 28.05,80

/ (72) Авторы изобретения

Л. H. Солодкова и 3. А. Соловьева

Ордена Трудового Красного Знамени Институт физической химии АН СССР (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕЙЕЛЕНИЯ KOHUFHTPAUHH

СУЛЬФАТ-ИОНОВ В ХРОМОВОКИСЛЫХ

ЭЛЕКТРОЛИТАХ

Изобретение относится к способам анализа электролитов путем определения электрохимических параметров процессов, протекающих на электродах, и может быть использовано в заводских и научно-исследовательских лабораториях, а также в гальванических производствах для хранения контроля хромовокислых электродов на содержание сульфат-ионов.

В настоящее время для определения

10 сульфат-ионов в хромовокислых раство,рах обычно используют прямые методы анализа - гравиметрический pig и тит» рометрический 12 . Однако, этн методы

1j трудоемки, не обладают достаточно вы« сокой точностью и не могут быть исполь зованы для быстрого ойределения концентрации сульфат-ионов в производственных хромовокислых электролитах.

Известен быстрый электрохимический способ определения концентрации сульфат-ионов P), основанный на зависимос ти скорости восстановления хромат-ионов

2 от концентрации сульфатов, Согласно этому способу, снимают поляризационную кривую на медном макрокатоде (Й -36 см, находят потенциал перегиоа эт ой кривой и по величине потенциала перегиба с помощью калибровочной кривой определяют концентрацию сульфат-ионов.

Однако: указанный способ не дает возмож ности производить определение концентрацттй сульфат-ионов вне интервала

0,4-1,6Ъ Н2504 от веса СгО > так как вне этой области форма поляризационной кривой не позволяет производить однсзначный достаточно точный отсчет потен-. циала перегиба.

Известен также быстрый способ опре, деления концентрации сульфат-ионов в электролитах для осаждения хрома 4 основанный на снятии полярнзационных кривых потенциал — время на -хромовом микрокатоде и измерении продолжительности протекания неполного восстановления хромат-ионов от момента включения постоянного поляризующего.тока до пояь1

3 73 ления резкого скачка потенциале на като-

; де.

Недостатком этого способа является недостаточная воспроизводимость измерений из-за невозможности контроля сос тояния поверхности электрода и гидродинамического режима электролиза, сильно влияющих на скорость неполного восстановления кромат ионов, Кроме того, этот способ не обеспечивает необходимой точности определения сульфат-ионов в производственных электролитах изза накопления трехвалентного хрома,"влияю» щего на скорость восстановления хромат-ионов.

Цель изобретения - повышение точности и чувствительности определения концентрации сульфат»ионов путем увеличения воспроизводимости измерений.

Поставленная цель достигается тем, что на вращающийся хромовый микроэлектрод в анализируемом растворе накладывают линейно-возрастающий потея циал в интервале от -0,2 цо - 1,0 В со скоростью 0,1 - 4,0 В/мин, выдерживают электрод при максимальном значении потенциала в течение 2 «20 сек„ резко снижают потенциал до потенциала начала развертки, снимают поляриэационную вольтамперную кривую, измеряют B указанном интервале потенциала и скорости его изменения максимальное значение тока и по зависимости значений максимального тока от концентрации,. серной кислоты определяют концентрацию сульфат-ионов.

При осуществлении предлагаембго спо- соба целесообразно использовать микро электрод с поверхностью 1 0 - 10 см, -3 -г г представляющий собой торцовое сечение: впаянной в стекло проволоки из платины, меци или другого металла, который непосредственно перед измерением или заранее покрывают плотным, равномерным слоем электролитического хрома. Затем вращающийся со скоростью 2000-4000 об/мин хромовый электрод поляриэуют при комнатной температуре потенциалом линейно возрастающим со скоростью 0 14,0в/мин в интервале -0,2 - 1,0 В относительно НВЭ в анализируемом хромовоl кислом электролите, который может содержать от 10 до 600 г/л кромовой кислоты. После выдержки электрода при

Максимальном значении потенциала в те, чение 3 - 20 сек я сбрасывании потенциала до начального значения развертки

5984 4 снимают вольтамперную кривую в указанных выше условиях изменения потенциала.

Использование вращающегося микроэлектрода, прецварительная поляризация его в указанных выше условиях, выдери» ка .при максимальном, потенциале непосредственно перед снятием вольтампернрй поляризационной кривой, благодаря стабилизации состояния поверхности элект о рода и поддержанию постоянных гидродинамических условий, обеспечивают наиболее точное определение. и получение хорошо воспроизводимых значений мак симальной скорости восстановления хро» мат-ионов. Этому может способствовать выбор оптимальных скоростей вращения электрода, обеспечивающих высокие скорости восстановления кромат-ионов, и снятие концентрационных изменений у

20 поверхности электрода, предотвращающее расщепление максимума 1).

Для перехода от найденного значения 1 к концентрации сульфат-ионов используют калибровочную кривую (см, 25 фиг. 1, кривая 1}, полученную путем опрецеления описанным способом 1 в свежеприготовленных растворак хромовой кислоты 250 г/л с известкой концент-2рацией: 304, содержащих. менее

ЗО 0,5 г/л трехвалентного хрома. Линейная зависимость между величиной 1„и концентрацией сульфат-ионов имеет место от 1,25 до 9 г/л QO Эта область может быть использовайа для определеl

31 ния концентрации сульфатов с точностью

2-3%.

При содержании в исследуемом электролите свыше 1 г/л Ст 31найденное значение 1„корректируют путем определе4О ния поправки а1, величина которой зависит от содержания трехвалентного хро- ма и не зависит от концентрации сульфат-ионов, так как снижение 1„в при-; сутствии значительного количества Сг

45 P3), согласно кривой 2 (см. фи. 1), одинаково для всех изученных концентра« гIIBN 0, Величину поправки Q 1 на ходят по фиг. 2 после определения в :; электролите концентрации трехвалентно о -го крома известным методом, например, титрованием.

Пример 1. Предварительно хромированный платиновый электрод по-Ъ верхностью 2. 10 см2, погруженный

55в свежеприготовленный стандартный хромовый электролит 250 г/л при 25О подвергают электрохимической обработке путем повышения потенциала от -0,25

3. Кубик U. и др. Тезисы докладов научйо-технич. конференции. Разработка мер защиты металлов от коррозии. М., 1971, вып. П, стр. 45.!

4. Авторское свидетельство СССР № 133311, кл. С 25 T) 21/14, 1960r (прототип) .

5 7359 до - 0,95 В со скоростью 1 В/мин с выдержксй при потенциале - 0,95 В в течение 15 сек, после чего используют стабилизированный таким образом ,электрод для записи зависимости тока от потенциала, который изменяют от

-0,25 до -0,95 со скорост ью 1 В/мин.

Запись повторяют 3 раза с выдержкой катода после каждого раза при потенциа-, ле - 0,95 В в течение 15 сек для пов- 1О торной активации. Полученные значения

1, составляют 362,370, 365 маlсм;

%. .что соответствует среднему значению

366 маlсм, Согласно кривой 1 фиг. 1, концентрация сульфатов в электролите составляет 2,55 г/л.

Пример 2. В стандартном элек-. тролите, работавшем в течение 1 мес, определенное так же, как в примере 1, среднее значение 1„,составило

320 ма/см . Определение в таком элекФ тролите Су Япоказало наличие 2,5 г/л в пересчете на Сг О, что согласно фиг.

2 дает поправку д 1=36 ма/смРУвеличив найденное 1о на л1 получаем, сок ласно кривой 1 (см. фиг. 1), концентрацию сульфатов в электролите 2 5 г/л.

Без введения поправки на образование трехвалентного хрома получилось 4ы ..2,25.г/л сульфат-ионов, т. е. на

0,25 г/л меньше, Испс,".. ванне предлагаемого способа йозволяет быстро и достаточно точно определять концентрацию сульфат-ионов в электролитах хромирования, содержащих повышенные количества серной кислоты и трехвалентного хрома, что дает значительную экономию во времени при анализе производственных электролитов.

S4 б

Формула изобретения

Способ. определения ко пдентрацпи сульфат — ионов в хромовокислых электролитах, содержащих серную кислоту, заключающийся в снятиии поляризационной вольтамперной кривой на хромовом микроэлектроде, о т л и ч а ю щ н и с я тем,, что; с целью повышения точности и чувствительности измерений, на электрод gaкладывают линейнсь-возрастающий потенциал в интервале -0,2 — 1 В со скоью 0,1 - 4,0 В/мин с выдержкой при максимальном значении потенциала в течение 2 20 сек, резко снижают потенциал до потенциала начала разверт- ки и измеряют максимальное значение тока в указанном интервале потенциала и скорости его изменения и по зависимости максимального значения тока от концентрации серной кислоты определяют концентрацию сульфат-ионов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лайнер В. И, и др. Основы гальваностегии. М., Металлург-издат, 1953 г„т. 1, стр. 564, 2. Савин С. Б. и др, Аналитич. химия»

1975, 30, ¹ 1, 120.

735984

Ф

И

< Cpg g 4/4

<Ь е.2

Ю %И4, 8/4

Фмг.1

U HHHfl H Заказ 24 1 7/3 5 ираж 1019 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4