电镀添加剂分析
电镀行业经常遇到产品配方研发改进、新产品开发、原材料来料控制、生产过程控制、废液处理等问题。 这些都需要电镀企业有完善的分析方法来解决、产品配方改进、新产品开发。 可以通过大规模光谱分析与化学分析方法相结合来解决。 进料原料控制和生产过程控制、废液处理企业可以通过化学分析方法进行科学控制。
1、分析方法
通常分为化学分析方法和仪器光谱分析方法。 化学分析主要用于电镀生产。 化学分析是利用化学反应及其测量关系来测定物质质量和含量的分析方法。 主要有重量分析法和滴定分析法。
1.1 化学分析方法 1) 重量分析法
重量分析是一种经典的化学分析方法。 它通过化学反应和一系列操作，将样品中的待测成分转变成另一种化学成分固定的纯化合物或难溶性化合物沉淀。 分离和称重后，计算出待测成分。 测量成分含量。 不需要引入大量容量容器的数据，也不需要基准进行比较，而是直接称重得到的分析结果。 例如，将镀铬液中的SO42-加入到Bacl2中，形成BaSO4沉淀。 分离、干燥后，通过称重计算出SO42-的含量。 BaSO4中SO42-含量为42.2%； 如酸性铜溶液中Cl-含量，AgNO3中可添加的AgCl量为24.7%。
重量分析的准确度较高，相对误差为0.1%。 缺点是比较麻烦，速度慢。 例如，采用重量法测量镀铬液中的SO42-需要4-5小时。 快速检测是不可能的。 但这里需要指出的是，在快化学分析和慢化学分析之间，准确性是第一位的。 只求快而不求准确是不可取的。
2) 滴定与分析
又称容量分析，将已知准确浓度的试剂溶液（即标准溶液）滴加到待测物质的溶液中，进行化学反应，并加入适当的指示剂以指示滴定焦点。 根据加入标准溶液的体积和浓度计算出待测组分的含量。 该方法快速、简单、成本低。 也是电镀液分析中最重要的方法。 相对误差约为0.2%。
1.2 光谱分析方法
电镀行业常用的检测手段有红外光谱仪、GC-MS、X射线光谱测厚仪、分光光度计等。
1) X射线能谱测厚仪
X射线分光测厚仪的原理是当X射线照射到金属表面时，金属会发出二次射线。 二次射线的频率是金属原子序数的函数，其强度与金属镀层的厚度有一定关系。 该仪器不仅可以测量金属镀层的厚度，还可以快速测量电镀液中金属离子的含量。 但目前还不能测量非金属离子，而且仪器成本比较高！
2) 分光光度计
分光光度计分析的原理基础是光吸收定律。 当一束平行单色光穿过均匀溶液时，溶液对光的吸收与溶液的浓度和液层的厚度成正比。 在电镀行业中，该仪器一般用于电镀废水中微量元素的测定。 这种仪器价格便宜，应用广泛。
3）红外光谱仪
红外光谱仪可以根据分子吸收红外光后获得的带频率的位置、强度、形状以及吸收带与温度、聚集状态等的关系来确定分子的空间构型，并计算化学结构的力常数和键。 长度和键角。 从光谱分析的角度来看，特征吸收带的频率主要用来推断分子中是否存在某种基团或键。 利用特征吸收带频率的变化来推断相邻基团或键，进而确定分子的化学结构。 当然，混合物和化合物也可以根据特征吸收带强度的变化进行定量分析。 电镀行业中的有机物质可以通过红外光谱辅助核磁分析进行定性分析。
4) 气相色谱-质谱联用仪
气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）是集气相色谱法（GC）和质谱检测器（MS）于一体的重要分析技术。 该技术利用气相色谱的分离能力来分离混合物中的成分，并使用质谱法来识别分离的成分（定性分析）及其精确含量（定量分析）。 GC-MS 具有非常高的灵敏度和非常广泛的分析范围。 广泛应用于电镀行业，用于各种电镀添加剂、电镀光亮剂等配方成分的分析。
1.3 其他分析方法
根据样本量的多少，还可分为
方法
样品质量mg
样品体积ml
不断分析
100-1000
10-100
半微量分析
10-100
1-10
微量分析
0.1-10
0.01-1
超痕量分析
0.001-0.1
0.001-0.01
取样时，样品的质量是主要依据。 从上表可以看出，电镀液的分析属于半微量分析。 即被测样品的质量应保持在10-100mg之间。 例如，镀镍液中Ni2+含量约为50g/L。 取样1ml时，样品中的Ni2+约为50g，而化学镀镍液中的Ni2+为5-6g/L。 取样5ml时，样品中Ni2+约为25-30mg。 又如酸性氧化锌镀液中Cl-总量为100-150g/L，取样时只需取0.2-0.5mL。 也就是说，样品中抽取的样品量主要取决于被测样品的质量。
2. 滴定分析方法
滴定分析时，将待测物质的溶液置于三角锥形瓶中，用滴定管中加入的标准溶液将试剂滴入待测溶液的物质中，直至加入的试剂与物质完全反应。根据化学计量关系进行测试。 直到。 由消耗的标准溶液的体积及其摩尔浓度计算出被测物质的含量。 这种方法基于测量溶液的体积，因此也称为体积分析。 它是化学分析中非常重要的分析方法，具有很高的实用价值。 这也是电镀液分析中最常用的方法。
将标准溶液从滴定管添加到测试溶液中的过程称为“滴定”。 当标准溶液与分析物成分之间的定量反应完成时，我们说反应已达到“化学计量点”。 加入指示剂，利用指示剂在“化学计量点”附近变色，表明反应完成，停止滴定。
计算：受试物质量g/L=（标准溶液ml/L×标准溶液用量ml×受试物摩尔数）/受试物样品体积ml
三、电镀行业化学分析注意事项：
电镀液中各成分的分析方法，很多书籍都有详细介绍。 在分析各个成分的过程中，需要注意以下几点。
1温度与滴定分析的关系
滴定分析时，化学反应需要实验室温度在室温下进行。 标准室温应为23°C，或温度范围为20-25°C。 没有冬季和夏季之分，室内温度称为室温。 大多数电镀厂实验室尚不具备恒温条件。 因此，测量时必须注意样品室温液体的温度。 特别是在EDTA络合物滴定中，测量不同的元素需要不同的温度。 例如，测量Cu2+时，样品溶液需要在60℃； 测定酸性镀锌液中Zn2+时，需在40-50℃下进行； 测量Ni2+时，需要在25-30°C。 尤其是冬天，更要注意这些。 否则终点指示不敏感。 但在碱性镀锌液中测量Zn2+时，温度需要较低。
2 镀铜液
1）如果酸性铜溶液中杂质过多，建议加入双氧水后分离过滤，收集滤液，然后用EDTA标准滴定，否则终点不明确。
2）如果锌合金件长期用酸性铜溶液电镀，盲孔和小电流区域的锌和铜会被置换，从而导致溶液中的锌不断积累并越来越多。 使用EDTA进行络合滴定时，EDTA不仅络合Cu2+，还络合Zn2+。 这必然导致分析结果没有应用价值，只会误导生产。 因此，在这种情况下，建议使用碘量法测量溶液中的Cu2+。
3) 酸性铜溶液中Cl-的测定，推荐采用重量法。 该方法准确度较高。
4）氰化铜中的铜是一价的。 首先，它必须被氧化成二价状态。 氧化剂的种类很多，硝酸氧化得更彻底。
5）采用EDTA络合滴定时，应将锥形瓶中的样品溶液加热至60℃，这样可以加速络合反应，使终点明确。 不要使用过多的指标。 如果太多，终点将呈现黄色而不是亮绿色。
3 镀镍液
1) 大多数现代镀镍溶液使用氧化镍而不是氯化钠。 因此，测量的Ni2+是指溶液中的总Ni2+，而不仅仅是硫酸镍。 计算结果时一定要注意。
2）若溶液中含有Mg2+或清洗水采用深井水，测量时必须在样品溶液中添加F-，形成MgF2沉淀，否则测量结果必然出现正误差。
3）测量硼酸时，取样前应将样品溶液的酸度调节至PH5.0-5.5。 这个pH值是用酸度计或pH计测量的，而不是用pH试纸测量的。 任何pH试纸与pH值之间都存在一定的差异，常常是负值差异。 pH试纸存放时间越长，差异越大。
由于甘油粘度较高，滴定前最好将样品溶液加热至40℃。 这会导致更快的响应。
4 镀铬液
1）三价铬的测定多采用先将Cr3+氧化为Cr6+，测定总铬，然后减去Cr6+，得到Cr3+含量的方法。 在氧化过程中，很多书上都提到样品溶液加入各种试剂后需要煮沸1-2分钟，1-2分钟就会出现大气泡。 最后还要提一下，这种方法误差较大。 误差较大的原因之一是锥形瓶是张口煮的。 气体挥发越多，铬雾也随气体挥发，导致三价铬结果出现负误差。 如果这里使用250ml磨口锥形烧瓶的全玻璃回流装置，也就是说，像测量COD一样加热回流，煮沸5-10分钟，或更长时间都没有关系。 其测量结果的准确度要高得多。
2) 虽然测量SO42-的方法有多种，但重量法更为准确。
5 镀锡液
用于测量锡的淀粉指示剂最好是新鲜配制，因为淀粉指示剂容易受到微生物的腐蚀和失效，特别是在炎热的天气下。 新制定的指标有一个明确的终点。
6 有机添加剂的测定
现代电镀离不开添加剂。 这些添加剂大部分是有机物质，并且是多种物质的混合物。 它们在溶液中的含量一般较低。 例如，光亮镍添加剂由主光泽剂、辅助光泽剂、移动剂等十几种中间体组成。 溶液中的含量从几毫克到几百毫克不等。 要准确测定其含量仍有一定难度。 此类物质一般通过科学的分离方法分离出来，然后利用红外光谱、核磁共振和GC-MS等大尺度光谱进行定性分析。 定量上，标准试剂通常与 HPLC 校准结合使用，通常通过化学方法来分析电镀溶液的配方。 分析方法与大规模光谱相结合，借助大量的标准原料库、丰富的原料标准谱图以及电镀行业丰富的配方研发经验。 这样才能分析出国内常见产品的基本配方。 一些国外高端产品需要分析。 特殊原料改性合成。 这些高端产品需要自身有相当的研发基础、一定的现场调试经验以及完善的后期性能评价标准和检测设备。
本文部分引用苏州电镀网发表的文章。 更多电镀添加剂配方分析技术请联系我中心技术支持0512-