專利名稱：一種利用循環(huán)伏安法測定亞磷酸根濃度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測定亞磷酸根濃度的方法，特別涉及一種利用循環(huán)伏安法測定亞 磷酸根濃度的方法。
背景技術(shù)：
亞磷酸鹽在涂料等行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，對其濃度進(jìn)行檢測很有必要。另外，亞磷酸 根也會在化學(xué)鍍中作為副產(chǎn)物出現(xiàn)。在化學(xué)電鍍行業(yè)中，一般使用次亞磷酸鹽鍍液。隨著 化學(xué)鍍的進(jìn)行，亞磷酸根的濃度會增加，導(dǎo)致化學(xué)鍍速度下降、析出金屬機(jī)械性能變差、鍍 膜惡化、鍍液自分解等問題。因此，測定亞磷酸根的濃度對于無電解鍍的生產(chǎn)控制、老化液 再生以及廢液處理都十分重要。目前，測定亞磷酸根濃度的方法主要有氧化還原滴定法、紙色譜法、薄層色譜法和 經(jīng)典的離子交換色譜法等。其中氧化還原滴定法的實驗條件苛刻。紙色譜法、薄層色譜法 和經(jīng)典的離子交換色譜法在分離和檢測過程中所需時間較長。因此實際生產(chǎn)中急需一套行 之有效的快速測定亞磷酸根濃度的方法，并要求該方法便于操作。鑒于此，我們嘗試用循環(huán)伏安法探討亞磷酸根的電極氧化峰峰電流強(qiáng)度與亞磷酸 根濃度間的定量比例關(guān)系，建立工作曲線，從而能方便而快捷地測定亞磷酸根濃度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用循環(huán)伏安法測定亞磷酸根濃度的方法，該種方法能 實現(xiàn)簡捷、快速地測定亞磷酸根濃度。一種利用循環(huán)伏安法測定亞磷酸根濃度的方法，包括以下步驟(1)配制一系列含不同濃度亞磷酸鈉的硫酸水溶液作標(biāo)準(zhǔn)溶液，標(biāo)準(zhǔn)溶液中硫酸 的濃度相同；(2)利用電化學(xué)工作站三電極體系掃描，測定配制好的標(biāo)準(zhǔn)溶液的循環(huán)伏安曲線， 作亞磷酸根氧化峰峰值對數(shù)與其濃度對數(shù)的關(guān)系圖In I In C，建立工作曲線，獲得線性 擬合公式；(3)將待測樣品或其稀釋樣溶于硫酸溶液，使硫酸的濃度與標(biāo)準(zhǔn)溶液相同，定容待 測；(4)利用上述測定方法測定含待測樣品的硫酸水溶液循環(huán)伏安曲線，記錄亞磷酸 根氧化峰值I，利用步驟( 得到的線性擬合公式計算直接得到待測樣品中的亞磷酸根濃 度C或經(jīng)乘以稀釋倍數(shù)換算得待測樣品中亞磷酸根濃度C。上述利用循環(huán)伏安法測定亞磷酸根濃度的方法，優(yōu)選包括以下步驟(1)將待測樣品或其稀釋樣溶于硫酸溶液，使硫酸的濃度為0. 5mol/L ；(2)利用電化學(xué)工作站三電極體系掃描，工作電極為Pt電極，輔助電極為鉬絲，參 比電極為飽和甘汞電極，掃描速度為500mV/s，掃描電壓范圍為-0. 2V 1. 2V，正向掃描測 定配制好的標(biāo)準(zhǔn)溶液的循環(huán)伏安曲線，記錄亞磷酸根氧化峰值I ；
(3)將亞磷酸根氧化峰值I代入公式In I = 1. 72438+0. 588061η C計算出C，C為 待測樣品中的亞磷酸根濃度或經(jīng)乘以稀釋倍數(shù)換算得待測樣品中亞磷酸根濃度。本發(fā)明通過亞磷酸根電化學(xué)行為的反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)亞磷酸根濃度的對數(shù)與其氧化 峰峰電流的對數(shù)呈良好的線性關(guān)系，通過該線性關(guān)系利用測定氧化峰直接計算亞磷酸根濃 度，本方法實驗條件簡單、快速、簡捷、準(zhǔn)確。亞磷酸根電化學(xué)行為的研究分別配制0. 5mol/L的硫酸水溶液及含5g/L亞磷酸 鈉的硫酸水溶液(Cao8= 0. 5mol/L)。利用CHI660型電化學(xué)綜合測試儀(工作電極為Pt 電極，輔助電極為鉬絲，參比電極為飽和甘汞電極，正向掃描)考察亞磷酸根在硫酸介質(zhì)中 的電化學(xué)行為。圖1中，a曲線為Pt電極在0.5mol/L硫酸介質(zhì)中的伏安行為，b曲線為Pt 電極在含5g/L亞磷酸鈉的硫酸介質(zhì)中的循環(huán)伏安行為。Pt電極在硫酸介質(zhì)中的伏安行為 是-0. 2V OV電位范圍內(nèi)出現(xiàn)的峰為氫的吸脫附峰，而0. 5V 1. OV附近出現(xiàn)的峰對應(yīng) 于氧的吸脫附峰。當(dāng)硫酸介質(zhì)中含5g/L亞磷酸鈉時，正向掃描，氫的吸脫附電量大大降低， 在0. 4V 0. 8V電位范圍出現(xiàn)一個較寬的氧化峰A，對應(yīng)于亞磷酸根氧化成磷酸根的電化 學(xué)過程。測定含不同濃度亞磷酸鈉的硫酸溶液(0.5mol/L)的循環(huán)伏安曲線，如圖2所示。 a, b，c，d，e，f 對應(yīng)的亞磷酸鈉濃度分別為 5g/L，10g/L，15g/L，20g/L，25g/L，30g/L?？梢?看出，隨著亞磷酸根濃度增大，其電極氧化峰值電位不變，峰電流逐漸增大。作亞磷酸根氧 化峰峰值對數(shù)與其濃度對數(shù)的關(guān)系圖，即In I In C(圖3所示)，得到工作曲線。在該實 驗條件下，亞磷酸根濃度的對數(shù)與其氧化峰峰電流的對數(shù)呈良好的線性關(guān)系。對亞磷酸鈉 溶液(0. 5mol/L硫酸+5g/L亞磷酸鈉溶液)pt電極氧化過程的影響，實驗結(jié)果如圖4所示。 a,b,c,d,e,f 對應(yīng)的掃描速度分別為 50mV/s，100mV/s, 200mV/s, 300mV/s, 400mV/s, 500mV/ s，隨掃描速度增大，峰A的峰電流逐漸增大。峰電流強(qiáng)度與掃描速度呈線性關(guān)系(圖5所 示)，表明亞磷酸根在Pt電極上的反應(yīng)受吸附過程控制。


圖1為0. 5mol/L硫酸介質(zhì)及亞磷酸鈉(5g/L)在硫酸介質(zhì)中的循環(huán)伏安行為圖2為亞磷酸鈉濃度變化對其電極循環(huán)伏安行為的影響圖3為亞磷酸根氧化峰峰值對數(shù)與其濃度的對數(shù)關(guān)系4為掃描速度對其電極循環(huán)伏安行為的影響圖5為亞磷酸根氧化峰峰值與掃描速度的線性關(guān)系圖
具體實施例方式實施例1利用循環(huán)伏安法測定亞磷酸根濃度的方法(1)配置含不同濃度亞磷酸鈉的硫酸溶液(5g/L，10g/L，15g/L，20g/L，25g/L， 30g/L)作為標(biāo)準(zhǔn)溶液，硫酸濃度均為0. 5mol/L ；(2)利用電化學(xué)工作站測定配置好的標(biāo)準(zhǔn)溶液，測定條件為工作電極為Pt 電極，輔助電極為鉬絲，參比電極為飽和甘汞電極，掃描速度為500mV/s，掃描電壓范圍 為-0. 2V 1. 2V，正向掃描，作亞磷酸根電極氧化峰峰值對數(shù)與其濃度對數(shù)的關(guān)系圖(In I In C)，建立工作曲線，得到線性擬合公式In I = 1. 72438+0. 588061η C ；
(3)將待測樣品或其稀釋樣溶于硫酸溶液定容，硫酸終濃度為0. 5mol/L，待測。(4)用相同方法測定含待測樣品的硫酸溶液，根據(jù)氧化峰值I，利用得到的線性擬 合公式計算測定溶液中的亞磷酸根濃度C'，乘以稀釋倍數(shù)換算得待測樣品中亞磷酸根的 最終濃度C。應(yīng)用實例配制含硫酸鎳(5g/L)、絡(luò)合劑(丁二酸6g/L+蘋果酸4. 5g/L)和亞磷酸鈉(5g/L) 的模擬電鍍液10ml。利用CHI660型電化學(xué)綜合測試儀(工作電極為的Pt電極，輔助電極 為鉬絲，參比電極為飽和甘汞電極，掃描速度為500mV/s，掃描電壓范圍為-0. 2V 1. 2V，正 向掃描)進(jìn)行測定。由于測定條件與實施例1的實驗條件一致，所以采用圖3建立的工作 曲線即可，擬合公式為In I = 1. 72438+0. 588061η C。掃描模擬電鍍液的循環(huán)伏安曲線，氧化峰A峰值I為1. 41 X 10、。利用擬合公式 換算出亞磷酸鈉的濃度為4. 79g/L，與實際濃度(5g/L)偏差4.2%，說明此方法實際可行。
權(quán)利要求
1.一種利用循環(huán)伏安法測定亞磷酸根濃度的方法，其特征是，包括以下步驟(1)配制一系列含不同濃度亞磷酸鈉的硫酸水溶液作標(biāo)準(zhǔn)溶液，標(biāo)準(zhǔn)溶液中硫酸的濃 度相同；(2)利用電化學(xué)工作站三電極體系掃描，測定配制好的標(biāo)準(zhǔn)溶液的循環(huán)伏安曲線，作亞 磷酸根氧化峰峰值對數(shù)與其濃度對數(shù)的關(guān)系圖In I In C，建立工作曲線，獲得線性擬合 公式；(3)將待測樣品或其稀釋樣溶于硫酸溶液，使硫酸的濃度與標(biāo)準(zhǔn)溶液相同，定容待測；(4)利用上述測定方法測定含待測樣品的硫酸水溶液循環(huán)伏安曲線，記錄亞磷酸根氧 化峰值I，利用步驟( 得到的線性擬合公式計算直接得到待測樣品中的亞磷酸根濃度C或 經(jīng)乘以稀釋倍數(shù)換算得待測樣品中亞磷酸根濃度C。
2.一種利用循環(huán)伏安法測定亞磷酸根濃度的方法，其特征是，包括以下步驟(1)將待測樣品或其稀釋樣溶于硫酸溶液，使硫酸的濃度為0.5mol/L ；(2)利用電化學(xué)工作站三電極體系掃描，工作電極為Pt電極，輔助電極為鉬絲，參比電 極為飽和甘汞電極，掃描速度為500mV/s，掃描電壓范圍為-0. 2V 1. 2V，正向掃描測定配 制好的標(biāo)準(zhǔn)溶液的循環(huán)伏安曲線，記錄亞磷酸根氧化峰值I ；(3)將亞磷酸根氧化峰值I代入公式In1 = 1. 72438+0. 588061η C計算出C，C為待 測樣品中的亞磷酸根濃度或經(jīng)乘以稀釋倍數(shù)換算得待測樣品中亞磷酸根濃度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用循環(huán)伏安法測定亞磷酸根濃度的方法，該方法通過確定亞磷酸根在裸Pt電極上的氧化峰峰電流強(qiáng)度與亞磷酸根濃度間的定量比例關(guān)系建立工作曲線并擬合為線性公式，依據(jù)待測樣品的氧化峰值代入公式可得亞磷酸根濃度。本發(fā)明檢測結(jié)果準(zhǔn)確，與傳統(tǒng)的測定亞磷酸根濃度的氧化還原滴定法、紙色譜法、薄層色譜法和離子交換色譜法等相比，具有實驗條件簡單、操作簡便、節(jié)約時間等優(yōu)點(diǎn)，在涂料、電鍍行業(yè)等領(lǐng)域具有較大的推廣應(yīng)用前景。
文檔編號G01N27/48GK102141538SQ201010575309
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者劉汝濤, 池振興, 疏雪峰 申請人:山東大學(xué)