镀铜液中焦磷酸铜和焦磷酸钾的快速分析
22涂装与电镀2009第3期
镀铜液中焦磷酸铜和焦磷酸钾的快速分析 丘山丘圣梁细妹丘星初
(1广州市福龙电镀有限公司,广东番禺,511483;2江西环境工程职业学院,江西赣
州,341000)
摘要镀液单位体积的重量是焦磷酸钾和焦磷酸铜含量的函数.当用EDTA滴定法
测出焦磷酸铜含量之后,便
可根据函数关系求出焦磷酸钾的含量.实验结果
明,本法简便快捷,分析结果的
准确度和精密度完全能满足生
产要求.
关键词镀铜液;焦磷酸铜;焦磷酸钾;快速分析 镀铜液中焦磷酸铜(以下简称焦铜)和焦磷酸钾 (以下简称焦钾)的测定,是两个高频率的分析项次. 一
般焦铜的测定选用EDTA直接滴定法,方法简便 快速.而焦钾的测定则选用EDTA间接滴定法,即 用已知准确浓度的醋酸锌沉淀焦磷酸根,经煮沸,冷 却,过滤后,用EDTA滴定过量的锌.操作手续繁复 冗长.本文用测定10mL镀液的重量,通过回归方 程的计算来求出焦钾的含量,获得了满意的结果. 成为迄今为止,最为快捷的分析方法.
1测定方法
1.1仪器和试剂配制
电子天平,JA1003N型,上海精密科学仪器有限 公司出品.
添加剂溶液:吸取镀液添加剂SP一66溶液2.5
mL,SP一67溶液0.25mL和氨水(d=0.88)3.75mL
置于100mL容量瓶中,用水稀释至标线,混匀.此 液浓度相当于镀液添加剂开缸浓度的lO倍.
镀液:按开缸浓度配制.在电子天平上迅 速准确称出在105c【=烘干的无水焦钾25g,和无水焦 铜6.25g置于烧杯中,加入添DH~tl溶液lOmL,用玻 璃棒不断搅拌促进溶解,然后边搅边加水,直至焦铜 全部溶解,移人100mL容量瓶,加水定容,混匀. PAR指示剂溶液:称取0.1g4一(2一吡啶偶 氮)问苯二酚,溶于50mL乙醇中,贮于滴瓶内备用. 0.02mol/LEDTA滴定液:称取分析纯乙二胺 四乙酸二钠(CloH14N208Na2-2H20)8g溶于1000mL 水中.
1.2测定步骤
(1)将洁净干燥的50mL塑料烧杯置于电子天 平上称重(准至1mg)得W1;准确吸取lO.00mL冷 却至室温的镀液样品于烧杯中,再称重,得W2.镀 液样品的重量为:
D=w2一Wl
(2)将塑料烧杯中的镀液样品,移入100mL容 量瓶中,加水稀释至标线,混匀.
(3)准确吸取10.00mL上述稀释液于250mL 锥形瓶中,加水约100mL和PAR指示剂3滴,置于 水浴上加热至(40—50)?,用EDTA标准溶液滴定 至由紫红色变成绿色为终点.记为V.
(4)按下式计算焦铜含量G铜:
G铜(Cu2P2o7,g/L)=T'V 式中:T—EDTA标准溶液的滴定度.
(5)将(4)中求出的c铜代人回归方程[2]求出
D铜.
(6)将(5)中求出的D铜代入下式求出D钾: D钾:D—D铜
(7)将(6)中求出的D钾代人回归方程[1]求出 收稿日期:20o9___02—12
作者简介:丘山(1973一),男,江西于都人,大专学历,长期从事表面处理技术工作,发
表论文数十篇.
2009年6月丘山等:镀铜液中焦磷酸铜和焦磷酸钾的快速分析
G钾c
(8)按下式计算焦钾含量c钾:
C钾(P207,g/L)=G钾Tk
式中:Tk一校正系数.
(9)准确吸取l0.00mL标准镀液样品,按上述 全程序操作.求出EDTA标准溶液的滴定度T和校 正系数Tk.
一
l0.0omL稀释液中含焦铜的毫克数
'滴定耗用EDTA溶液的毫升数
配制的标准镀液中焦钾的含量(g/L) 测得的标准镀液中焦钾的含量(L)
2结果和讨论
2.I焦钾溶液单位体积的重量与其含量的相关性 在电子天平上称取一系列不同量的无水焦钾置 于50mL塑料烧杯中,加人添加剂溶液各5mL和适 量水,充分搅拌至溶解完全,移人50mL容量瓶中, 加水定容,混匀.从中准确吸取l0.00mL溶液于电 子天平上称重,所得结果列于表1.
280) 通常在镀液中焦钾的浓度范围约为(240—
g/L.为了考察在镀液中严重不足和过量时的情况,
表1将测定范围扩大到(210—320)g/L,用最小二乘 法对测得的l0.00—TlL溶液的重量D钾与其含量G钾 进行回归,求得回归方程:
G钾=137.08D钾一1385.75[1] 当n=12时,其相关系数r=0.99996.在置信 度为99.9%,自由度f=n一2=10时,相关系数的 临界值n临=0.8233.显然r》.表明焦钾溶液 单位体积的重量与其含量之间存在着很好的线性相 关.将实测的l0.00mL溶液的重量代人回归方程 [1],并将计算的回归值与实测值比较,由表1看出, 其最大相对误差不超过?0.203%,表明用称量单 位体积的重量来估算焦钾的含量是相当准确的. 2.2焦铜含量与其单位体积重量的相关性 由于焦铜不溶于水,而溶于焦钾溶液中.故实 验时在各个序号中均溶解有相同数量的焦钾和不同 数量的焦铜.称量10.00mL溶液的重量,减去焦铜 为零时的重量,得D铜.实验结果列于表2. 表I焦钾含量与单位体积重量的关系
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根据表2数据,用最小二乘法以G铜对D铜进行 回归分析,求得回归方程:
D铜=O.005684G铜一O.00565[2] 或G铜=175.93D铜一0.99258[3] 当n=10时,相关系数r=0.99999.在置信度 为99.9%,自由度f=n一2=8时,相关系数的临界 值n临=0.8721.显然n临.表明G铜与D铜之间也 存在着很好的线性相关.
将实测的D铜值代人回归方程[3]式中,并将计 算的G铜值与实测的G铜值比较,由表2看出其最
大相对误差不大于?0.202%.
焦铜测定的误差对于焦钾分析结果的影响可作 如下估计:在极端的情况下,当镀液中焦钾严重不足 为240g/L和焦铜严重过量为8Og/L时,焦铜所占 的比例为[8O/(8O+240)]X100%=25%.假设焦 铜的测定最大误差为?1%,则对焦钾测定结果的 影响量为?1%×25%=?0.25%.而一般情况则 在?0.25%以下,可见测定焦铜的误差对于测定焦 钾来说,其影响是很小的.
2.3方法的准确度和精密度
实验结果列于表3.由表3看出,本法的准确 度和精密度都是令人满意的.但应注意下述因素影 响测定的准确度和精密度.
2.3.1移液操作
应选用10mL精密胖肚吸液管,移液操作时先 用待吸液洗涤1—2次,以保证被吸溶液不被稀释. 每次吸出的溶液必须流尽,以保证每次吸出的溶液 的体积都相等.吸取镀液样和标准样,必须使用同 一
支吸液管,以消除移液带来的误差.
2.3.2滴定操作
实验表明,用EDTA滴定焦铜,PAN,PAR或5一 Br—PADAP均可选为指示剂,滴定终点的颜色由紫 红色变成绿色.由于溶液底色较深,滴定操作宜先 快后慢,接近终点时宜逐滴缓慢加人,以防过量,也 可用滴定终点时的颜色作对照.
2.3.3温度的影响
镀液的体积随温度的升高而增大.通常焦铜电 镀铜时的温度在(50—55)qC,故采样后必须放置,
使之冷却至室温后,才能进行分析操作.为了消除 温度带来的影响和控制分析质量.镀液样的分析与 标准样的分析必须在相同的条件下同时进行,并以 标准样的分析结果来校正镀液样的分析结果.从实 验结果来看,校正系数Tk一般在0.997—1.003范 围内变动,即使不加校正,其准确度也完全能满足生 产要求.
2.3.4添加剂的影响
焦磷酸盐镀铜的添加剂有sP一66,氨水和sP一 67三种.由于它们在镀液中的含量是很小的,从而 对本法测定的影响也是很小的.但为了提高方法的 准确度,仍在配制标准镀液和实验时,加入与镀液相 同浓度的添加剂,以消除其影响.
3结语
从上述的表1和表2的实验过程来看,建立两 个高精度的回归方程是件麻烦而精细的工作,一旦 建立之后,各企业的化验室都可以把它当作
一 样来看待和长期使用,而不须重复做建立回归方程 的实验.
这也正是本法的精华所在.通过一次镀液称量 和滴定,就能获得两个项目的分析结果.使本法成 为迄今为止最为简便和快速的分析方法. 表3准确度和精密度考查
(下转29页)
2009年6月余良才:几种高危电镀
的改进29 锡一铅镀层中铅含量随用途不同,可从10%到 95%.其中最多的是作为钎焊性镀层用于电子行 业.但是铅是属于持久性污染物,在自然环境中不 能为生物代谢所分解.铅对于人体内的大多数系统
均有危害,特别是损伤骨髓造血系统,神经系统和肾 脏.血液中铅含量达到较高水平时可以引起痉挛, 昏迷,甚至死亡.低含量的铅亦对中枢神经系统,肾 脏和血细胞有损害作用.慢性铅中毒还可引起高血 压和肾脏损伤.因此许多发达国家都禁止采用含铅 镀层,根据欧洲RoilS指令(2002/95/EC),锡铅焊料 已被禁止使用.在美国,对铅的使用也作出了严格 的总量限制,对连接器制造商允许使用限量只有过 去的1/250,且每年都必须公布其实际的铅年使用 量.日本也以物资回收法规定,增加含铅品的回收 费用.我国亦已制定出《电子信息产品污染防治管 理办法》从2007年3月1日起实施.电镀企业必须 作好应对无铅
的实施.
作为锡一铅合金的替代镀层,其趋势是采用无 氟和无铅工艺,但是传统的硫酸盐光亮纯锡镀层,存 在晶须生长等问题,并不适合应用于小间距的导电 线路,尤其是小间距连接器,会因锡晶须的生长(可 长达100/~m)造成短路.甲基磺酸镀锡则是较好的 替代镀层,国内在电子行业已有较多应用.从甲基 磺酸镀液中镀锡不仅可以做到无铅,还可以减少锡 晶须的生成,从而保证了电子器件性能的稳定. 其次是锡一铜电镀层,有和甲基磺酸镀锡类似 的性能,在日本有较多应用.电镀锡一银,锡一铜一 银合金也有可能成为无铅镀层的替代镀层. 9结语
随着科学技术的进步和电镀工作者的不懈努 力,我国的电镀技术已经有了长足的进步,但是要由 电镀大国变为电镀强国,我们脚下的路还很长,任重 而道远.
应该注意的是在改进电镀工艺,寻找无氰,低毒
电镀工艺时,一定要慎重,要防止引入一些新的尚未
引起重视或尚未认识的污染物,造成不应有的新的
损失.
TheImprovementsofTechnologyofSeveralHigh——riskElectroplating
YuLiangcai
(Nanjingsurfacetreatmentindustryassociation,JiangsuNanjing,210013) AbstractThistextbriefintroducedtheimprovementsofseveralhigh—
riskelectroplatingofZn,Cd,Cu,Ag,AuCr,Pb
—
Snetc.inrecent),ears.Thewayisverylongfromgreatnationtopowderfulnationinelectroplating.
Keywordselectroplatingtechnology;improvementoftechnology;cleanerproduction (上接24页)
RapidDeterminationofCupricPyrophosphateandPotassium
PyrophosphateinCopperPlatingSolution
QiuShahQiuShengUangXimeiQiuXingchu
(1FulongelectroplatingCo.Ltd,Guang~ouPanyu,511483;
2Jiangxienvironmentengineeringvocationalcollege,JiangxiGanzhou,341000) AbstractTheweightofcopperplatingsolutioninaunitvolumewasfunctionofcontentsofcupricpyrophosphateand
potassiumpyrophosphate.ThecontentofcupricpyrophOSphatewasdeterminedbyEDTAtitrationmethod,andthencom—
putethecontentofpotassiumpyrophosphateonthebasisoffunctionalconnections.Theresultoftestshowsthemehtodis
simpleandrapid.Accuracyandprecisioncansatisfyneedsofproduction. Keywordscopperplatingsolution;cupricpyrophosphate;potassiumpyrophosphate;rapiddetermination