1、報告人:電鍍技術課電鍍藥液分析手法電鍍藥液分析手法前處理濃度分析銅系濃度分析鎳系濃度分析電鍍藥液分析電鍍藥液分析酸鹼滴定手法何謂酸鹼滴定？何謂酸鹼滴定？?定義：利用已知濃度的酸為標準溶液，以滴定的方式，藉著指示劑之顏色改變，來決定鹼的濃度，這樣的過程稱為酸鹼滴定，亦稱為中和滴定。?酸鹼滴定是一種測量體積的定量分析法，也是分析化學的基礎。?酸鹼滴定可以是酸滴定鹼；也可以是鹼滴定酸。如何酸鹼滴定如何酸鹼滴定？實驗器材:?鐵架與滴定管夾?漏斗?滴定管?錐形瓶?實驗裝置完整圖主要工具：滴定管主要工具：滴定管圖示名稱活栓型式操作方法右酸式滴定管玻璃活栓轉動活栓，滴定液轉動活栓，滴定液即可流出。左鹼式滴定
2、管橡皮管內含玻璃珠以手輕壓玻璃珠，滴定液即可流出。過程：標定實驗室的0.5N氫氧化鈉溶液濃度為例1.配製0.5N的氫氧化鈉溶液，並進行標定。滴定管須先用蒸餾水洗淨，再用少許的氫氧化鈉溶液潤洗。然後裝入滴定管中。2.量取25ml已知濃度0.5N的鹽酸標準溶液與50ml純水放入錐形瓶內，加23滴酚酞指示劑。（酚酞在酸中為無色）3.在錐形瓶下墊一張白紙，記錄起始刻度後開始滴定。調整滴定管流量，左手輕輕地搖晃錐形瓶使溶液均勻混合。當指示劑變色（維持1分鐘以上）即達到滴定終點。記錄終點刻度，將兩個刻度相減，即可知氫氧化鈉溶液用掉的體積，計算氫氧化鈉溶液的濃度。實際應用實際應用計算氫氧化鈉濃度計算氫氧化鈉
3、濃度)()HCl 25()Cl 5.0()(NaOHVmlHNNaOHN?標定（Standardization）?滴定液的正確性決定了滴定分析的準確性。配好的氫氧化鈉溶液可能因為長時間暴露在空氣中潮解或揮發而改變其濃度，在使用前必須施以 濃度校正，這個過程稱為標定。?標定後的滴定液即為 標準溶液。?方便後續實驗結果之濃度計算(電鍍藥液計算分析時需帶入標定後之濃度)。潤洗（Rinse）?目的：滴定液的正確性決定了滴定分析的準確性。潤洗的過程可除去殘留在滴定管中的水，可避免標準溶液的濃度被稀釋，用以滴定時可求得準確的未知濃度。?方法：少量多次將標準溶液倒入並潤洗滴定管，而後去除之。然後將標準溶液填
4、充至滴定管尖端，並避免氣泡殘留，因為氣泡也會影響滴定體積(滴定管內需維持飽管狀態，不能有空氣)。安全吸球與吸量管移液管使用方式安全吸球與吸量管移液管使用方式1：排氣閥2：吸液閥3：放液閥4：完全放液閥左：移液管（無細微刻度）右：吸量管（有細微刻度）排氣(1)吸液(2)放液(3)完全放液(4)滴定過程與終點（End point）?酸鹼指示劑恰好變色的瞬間，稱為滴定終點(維持一分鐘顏色不回復)。?酸的克當量數等於鹼的克當量數的瞬間，稱為當量點。習慣上常將滴定終點視為當量點。滴定前，酚酞在酸中呈無色滴定時，溶液均勻混合，粉紅色會褪掉達到滴定終點，酚酞在鹼中呈紅色記錄刻度記錄刻度1)眼睛平視滴定管，正
5、確地讀取刻度。2)滴定管上方的刻度讀數較小，下方的讀數較大(下方為半月型弧度)。實驗時將終點刻度減去起始刻度(一般起始刻度為零)，即為滴定過程中消耗之體積。酸鹼滴定計算因此，就的數量來看，H2SO4 是 HCl的 2倍而這裡所表達的數量，也就是說克當量數。說明:鹽酸（HCl）是單質子酸：只能提供一個H，所以若有 1 莫耳的HCl，就有 1 莫耳的H+硫酸（H2SO4）是雙質子酸：可以提供二個所以若有 1 莫耳的H2SO4，就有 2 莫耳的H+目的欲知被滴定液的“未知濃度”。原理酸的克當量數 鹼的克當量數簡言之:溶液中酸的全部數量 溶液中鹼的全部數量克當量數和莫耳數之間的關係:酸的克當量數酸的莫
6、耳數 H+的個數鹼的克當量數鹼的莫耳數 OH-的個數克當量數克當量數和莫耳數之間的關係個數物質分子量當量?Hg)(物質分子量物質質量莫耳數?物質當量物質質量克當量數?克當量數莫耳數 H+的個數(或者是OH-)CN當量濃度CM體積莫耳濃度CNCM 價數當量濃度和體積莫爾濃度換算以實際的滴定數據計算濃度以實際的滴定數據計算濃度以0.5M的氫氧化鈉滴定5mL打底銅溶液，以求出打底銅溶液中硫酸之莫爾濃度，達到滴定終點時，用掉24 mL氫氧化鈉標準溶液，試求出打底銅溶液中硫酸的體積莫耳濃度？N1(NaOH)=CM(NaOH)x1N2(H2SO4)=CM(H2SO4)x2100024)15.0(?1000
7、5)2(?MC2211VNVN?範圍指示劑名稱pH值變色範圍顏色變化酸性瑞香草酚藍（Thylmol Blue）1.22.8紅黃甲基橙（Methyl Orange）3.24.4紅黃溴甲酚綠 B.C.P(Bromocresol)指示劑3.8-5.4黃藍中性溴瑞香草酚藍B.P.B（Bromphenol Blue）6.07.6黃藍石蕊（Litmus）4.58.3 紅藍鹼性酚酞（Phenolphthalene）8.210.0無紅指示劑選用及注意事項指示劑選用及注意事項指示劑選用及注意事項指示劑選用及注意事項滴定組合實例當量點建議之指示劑強酸 與 強鹼例：HCl 滴定 NaOH中性石蕊或酚酞強酸 與 弱鹼
8、例：HCl 滴定 NH3酸性甲基紅強鹼 與 弱酸例：NaOH 滴定 CH3COOH鹼性酚酞2)酸鹼指示劑的用量不能多也不能少。因為酸鹼指示劑本身就是一種弱酸或弱鹼，用量如果過多 反而會影響原滴定液的濃度，故通常只須添加 23 滴。3)滴定時，應選擇適合的酸鹼指示劑。最佳選擇：溶液當量點之pH值正好在酸鹼指示劑的變色範圍內。1)定義：酸鹼指示劑是一種弱酸或弱鹼的天然色素或合成色素，在不同的pH值變色範圍會呈現不同的顏色。以0.5N的鹽酸標準溶液標定一未知濃度的NaOH溶液，則下列操作對未知濃度的影響如何？(A)鹼式滴定管用蒸餾水洗淨後，未用NaOH溶液潤洗(濃度偏低)(B)滴定過程中，搖晃錐形瓶
9、過於激烈，使少量溶液濺出(濃度偏低)(C)酸式滴定管會漏，或滴定過程中不慎滴在外面(濃度偏高)操作時注意事項操作時注意事項1.取10ml樣品到250ml錐形瓶中,加入150ml純水2.加35滴溴酚藍指示劑(B.P.B)3.用0.5N HCl 滴定至黃色，紀錄所消耗0.5N HCl體積。Metex SU-486(g/L)=N(HCl)xV(HCl)x17.8脫脂脫脂脫脂劑濃度計算:MacDermid Coefficient(17.8)=當量/體積控制範圍6065g/L作用:脫去素材上殘留的油污與髒污。粗化1.取10ml槽液加入250ml定量瓶中，加純水至刻度。2.取5ml稀釋液至250ml錐形瓶
10、中，加入適量的純水，再加入2g二氟氫銨搖晃均勻後，加入50%硫酸15ml反應。3.加入30ml 10%KI用0.1N Na2S2O3滴定至淡棕色，再加入5ml澱粉指示劑，滴定至藍綠色終點，並記錄體積V。2.034.33?VNLgCrO3分子量=99.99 g/gmol，當量為99.99/3=33.34Cr6+濃度分析:525010?X稀釋前稀釋後X=0.2mL控制範圍408420g/L作用:咬蝕ABS塑膠表面之B(丁二烯)使產生微孔，提供ABS與金屬層之鍵結功能，使塑膠表面由疏水性轉換成親水性。粗化粗化1.取10ml槽液加入250ml定量瓶中，加純水至刻度。2.取5ml稀釋液至250ml錐形瓶
11、中，加入適量的純水，再加入3滴甲基橙指示劑搖晃均勻(呈現紅橙色)。3.0.5N NaOH滴定至淡黃色，並記錄體積V。硫酸濃度分析:)(2.0V(NaOH)(NaOH)0.5)N(稀釋後槽液體積總酸mlN?49100(g/L)OC-)N()L/g(3r?總酸硫酸H2SO4分子量=98 g/gmol，當量為98/2=49控制範圍375385g/L硫酸作用:增強鉻酸之氧化力粗化粗化1.取10ml槽液加入250ml定量瓶中，加純水至刻度。2.取5ml稀釋液至250ml錐形瓶中，加入適量的純水與15ml的KOH，再加入2g的過氧化鈉，加熱20min後隔水冷卻至室溫。3.加入2g二氟氫銨搖晃均勻後，加入5
12、0%硫酸25ml反應隔水冷卻至室溫。4.加入30ml 10%KI後用0.1N Na2S2O3滴定至淡棕色，再加入5ml澱粉指示劑，滴定至藍綠色終點，並記錄體積V*。2.033.17)(322*?OSNaVVNLgCrO3分子量=99.99 g/gmol，當量為99.99/6=16.67Cr3+濃度分析:控制範圍1625g/LHCl濃度分析1.取5ml槽液並加水20ml，滴入3滴酚酞指示劑(無色)。2.0.5N NaOH標準液滴定(粉紅色終點)。9339(還原劑)1.取5ml槽液並加20ml 0.2N K2Cr2O7。2.加25ml水與20ml 6N HCl(褐色)。3.磁石攪拌2min。4.加
13、10ml KI(10%)與5ml澱粉指示劑。5.以0.1Na2S2O3標準液滴定(藍綠色終點)，並記錄讀數Vb。6.重複步驟16以0.1Na2S2O3標準液滴定(藍綠色終點)，並記錄讀數Va。)(5)()()(槽液體積mLNaOHmLNaOHNNHCl?中和中和61.2)()()/%(9339322?NOSNaVVVVbaMacDermid Coefficient=2.61控制範圍在2.0 N以上控制範圍3.03.5N作用:保持酸性，維持還原力。作用:六價鉻還原為三價鉻，較易水洗。HCl濃度分析1.取5ml槽液並加水20ml，滴入3滴酚酞指示劑(無色)。2.0.5N NaOH標準液滴定(粉紅色
14、終點)。Sn2+(先分析，因時間過久Sn+2=Sn4+，造成實驗極大誤差)1.取5ml槽液並加水25ml。2.加2ml澱粉指示劑(褐色)。3.0.1N I2標準液滴定(深紫色終點)。)(5)()()(槽液體積mLNaOHmLNaOHNNHCl?活化)(53.59)()1.0()/(222槽液體積mLmLINILgSn?Sn分子量=118.69 g/gmol，當量為118.69/2=59.3控制範圍3.03.2N控制範圍3.03.5g/L作用:維持鈀膠體之穩定性作用:維持Sn2+還原力與鈀膠體穩定性HCl濃度分析1.取5ml槽液並加水20ml，滴入3滴酚酞指示劑(無色)。2.0.5N NaOH標
15、準液滴定(粉紅色終點)。)(54.127)()()/%(9369槽液體積mLNaOHVNaOHNLg?促進促進MacDermid Coefficient=127.4(當量)控制範圍5055g/L作用:去除塑膠表面吸附錫鈀膠體外圍之錫，使鈀金屬直接裸露J61(加速劑)1.取碘瓶並取2ml槽液，先吸好25ml 0.1N碘液(I2)，加入25ml 6N HCl。2.將碘瓶蓋上並置於暗處反應45分鐘。3.0.1Na2S2O3標準液滴定(溶液呈淡褐綠色)。4.加2ml澱粉指示劑(深藍色)。5.續以0.1Na2S2O3標準液滴定(無色終點)紀錄消耗體積Sample V。6.重覆實驗方法26紀錄空白體積V。
16、化學鎳J61濃度計算:?3.70.1N)Nample(-)N(J61%(v/v)322322?毫升數的毫升數空白OSaSOSaMacDermid Coefficient=3.7控制範圍2.73.0%作用:於鈀金屬表面沉積一連續且導電性足夠之金屬膜，以利後續電鍍製程J64(鎳鹽)1.取10ml槽液並加水100ml再添加微量氫氧化銨。2.加入1小撮M.X.指示劑。3.0.1M E.D.T.A滴定(紫色終點)。化學鎳J64濃度計算:MacDermid Coefficient=2.4822.48 EDTA)(ml)(0.1M EDTAJ64%(v/v)?控制範圍4.64.8g/L硫酸銅:1.取5ml槽
17、液置於250ml錐形瓶中，加入50ml純水及3g碘化鉀(KI)，混合均勻。2.以0.1N Na2S2O3溶液滴定，至棕色變淡，(帶有一點偏粉紅)。3.加23ml澱粉指示劑，滴定至咖啡紫色消失，呈現偏淡粉紅，一分鐘內顏色沒有回復至咖啡紫，則為滴定終點。讀取滴定ml數。銅系濃度分析銅系濃度分析)(5250)N()N(g/L)322322槽液體積硫酸銅mLOSamlOSaN?計算硫酸銅濃度:Na2S2O3.5H2O分子量=248.2 g/mol，當量為248.2/1=248.2打底銅控制範圍115118g/L，銅離子濃度過高影響穿透率硫酸銅控制範圍200205g/L，在此需要的是沉積銅層的厚度，所以
18、銅的濃度不能過低作用:提供電解反應所需之銅離子硫酸1.取5ml槽液置於250ml錐形瓶中，加入20ml純水2.加入23滴甲基橙指示劑(偏紅紫色)。3.用0.5N氫氧化鈉滴定，至顏色由紅紫轉成類似澄清高山茶色(滴定過量會產生混濁)。銅系濃度分析銅系濃度分析)(549)N()N(g/L)槽液體積硫酸mLaOHmlaOHN?計算硫酸濃度:H2SO4分子量=98 g/mol，當量為98/2=49打底銅控制範圍115120g/L硫酸銅控制範圍65g/L以上，硫酸濃度過高影響硫酸銅的溶解度作用:增加電鍍液之導電性氯離子1.取20ml槽液置於250ml錐形瓶中，加入20ml 50%的1:1硝酸。加入0.1N
19、硝酸銀3滴(會產生混濁)2.以0.01N硝酸汞滴定，使混濁溶液至澄清狀，紀錄滴定ml數。計算濃度:減少誤差之方式:錐形瓶使用前需保持乾淨(無水份)，因為一般自來水中含有氯離子會造成實驗誤差，此外錐形瓶最好選擇乾淨表面嚴重無摩擦過的錐形瓶唯佳。滴入硝酸銀後會產生混濁，最佳方式為用未加入硝酸銀之槽液與混濁之樣品相互比對可更明顯判斷出澄清狀態，因每個人實驗手法判斷澄清度感覺不一，此方式可減少滴定過量所造成的誤差。?mlNOHgNNOHgmlppmCl2010005.35)(,()(,)(2323?銅系濃度分析銅系濃度分析控制範圍90100ppm，氯離子不足或過多在高電流密度部位產生燒焦，過多時會產生
20、麻點。作用:促進銅沉積速度，使鍍層更平滑減少誤差之方式:錐形瓶使用前需保持乾淨(無水份)，因為一般自來水中含有氯離子會造成實驗誤差，此外錐形瓶最好選擇乾淨表面嚴重無摩擦過的錐形瓶唯佳。滴入硝酸銀後會產生混濁，最佳方式為用未加入硝酸銀之槽液與混濁之樣品相互比對可更明顯判斷出澄清狀態，因每個人實驗手法判斷澄清度感覺不一，此方式可減少滴定過量所造成的誤差。銅系濃度分析銅系濃度分析澄清混濁金屬鎳:1.取2ml槽液置於250ml錐形瓶中，加入10ml濃氨水和少許(一小匙)Murexide指示劑，混合均勻(淡棕色)。2.以0.1N EDTA溶液滴定，淡棕色轉變成酒紅色至紫色終點。鎳系濃度分析鎳系濃度分析)
21、(258.7V(E.D.T.A)0.1)/(槽液體積金屬鎳mlNLg?Ni分子量分子量=58.7 g/mol氯化鎳(作用:幫助陽極溶解)1.取2ml槽液置於250ml錐形瓶中，加入20ml純水和2ml鉻酸鈉指示劑鎳系濃度分析)(27.191V)(AgNO0.1)/(3槽液體積氯化鎳mlNLg?NiCl2分子量=129.7 g/mol?4.480.247)(-:)/(?氯 化鎳金屬 鎳硫酸 鎳Lg由金屬鎳和氯化鎳濃度推算硫酸鎳MacDermid Coefficient計算濃度:(呈螢綠色)，混合均勻。2.以0.1N 硝酸銀溶液滴定，至淡棕色終點。控制範圍310g/L上下，提供電解反應之鎳離子控制
22、範圍45g/L以上硼酸(作為pH緩衝劑，控制範圍3.54.0):1.取2ml槽液置於250ml錐形瓶中，加入35滴B.C.P(Bromocresol指示劑(呈螢綠色)，混合均勻。2.再加510g Mannitol(C6H14O6)，搖晃均勻至溶解。(硼酸和硼酸鹽可以很迅速地與多元醇（如甘油）和-羥基羧酸形成穩定的螯合物，使其酸性增強。這是分析化學中常用氫氧化鈉溶液在甘露醇存在下滴定硼酸的基礎)。3.以0.5N NaOH溶液滴定，至藍紫色終點，紀錄其體積。鎳系濃度分析)(261.8V(NaOH)0.5)/(槽液體積硼酸mlNLg?H3BO3分子量=61.8 g/mol控制範圍4850g/L，PH
23、過高陰極有鹽基性物質沉澱使鍍層產生高應力與低延展性，太低會使表面暗沉無光澤且不平整。1.以球型吸管移取50ml槽液至分液漏斗中，再以量筒量取50ml乙酸乙酯加入。再以刻度吸管吸取1.0ml 12N HCl加入，塞住瓶蓋後，劇烈搖晃2分鐘至混合液均勻，靜置分層，排出下層液，並重複水洗動作一次。2.排出萃取液(上層液)至250ml乾的錐形瓶，以20ml甲醇沿分液漏斗加入，使殘留之萃取液充份溶於甲醇，並排至萃取液錐形瓶中。3.加入BCP指示劑35滴，用0.1N 氫氧化鈉溶液滴定，溶液顏色由淡黃色變成深藍色，並紀錄0.1N 氫氧化鈉之滴定數(VSP)。4.以50ml DI水取代之，重複實驗步驟紀錄0.
24、1N 氫氧化鈉之滴定數(VB)鎳系濃度分析#337.3)(1.0)()/%(33#?NaOHNVBVSpVVMacDermid Coefficient=3.7控制範圍2%3%原理:利用化工單元操作之萃取原理方式做分析，利用兩液體間溶解度的不同，加入第三成份作為萃取劑，分離後取出萃取液利用酸鹼滴定手法測定濃度。作用:柔軟劑減低鍍層的應力，使鍍層均勻細緻(#33主成分為糖精)1.以球型吸管移取10ml槽液至碘滴定瓶中。2.加入20ml 0.1N溴液及20ml 6N HCl蓋緊蓋子，置於暗處使其反應35分鐘。3.反應完後取出各加入20ml 10%KI，用0.1N Na2S2O3滴定至淡棕色。4.再加
25、入5ml澱粉指示劑，滴定至藍綠色終點，紀錄樣品ml數。以10ml DI 水取代槽液，重複實驗步驟並記錄0.1N Na2S2O3滴定數(紀錄空白ml數)。鎳系濃度分析鎳系濃度分析#14.13)OS(1.0)-()/%(14#322?NaNmlmlVV數樣品數空白MacDermid Coefficient=3.1最佳值1.2%上下作用:平整劑改善和細化鍍層結晶，使鍍層分佈均勻微孔粉測定微孔粉測定1.以球型吸管吸取20ml微孔鎳槽液至離心管中，並加純水至上緣刻度。2.以(硫酸測定儀)離心機離心5分鐘。3.讀取並紀錄樣品數值。讀取並紀錄樣品數值。直接讀取離心管底部刻度數值控制範圍0.20.3g/LD-
26、32C(測表面張力)1.取50ml量筒至入槽液約45ml，放入比重計靜置約2min後讀取槽液比重值。2.將量筒中槽液以安全吸球吸至刻度處，將吸球的排液處壓注使槽液低下並紀錄槽液滴數。鎳系濃度分析鎳系濃度分析D-32C樣品滴數樣品比重表面張力54)(72(dynes/cm)?45=純水滴數72dynes/cm=純水表面張力1.取10ml槽液加入250ml定量瓶中，加純水至刻度。2.取5ml稀釋液至250ml錐形瓶中，加入適量的純水，再加入2g二氟氫銨搖晃均勻後，加入50%硫酸15ml反應。3.加入30ml 10%KI用0.1N Na2S2O3滴定至淡棕色，再加入5ml澱粉指示劑，滴定至藍綠色終點
27、，並記錄體積V。2.034.33?VNLgCrO3分子量=99.99 g/gmol，當量為99.99/3=33.34鉻酸濃度分析:鍍鉻鍍鉻525010?X稀釋前稀釋後X=0.2mL控制範圍265270g/L作用:提供電解反應所需之鉻離子鍍鉻鍍鉻1.以球型吸管吸取5ml 6N HCl槽液至離心管中。2.取20ml槽液至離心管中加入B液5ml(產生沉澱)。3.以(硫酸測定儀)離心機離心5分鐘4.讀取並紀錄樣品數值。讀取並紀錄樣品數值。硫酸濃度分析:直接讀取離心管底部刻度數值直接讀取離心管底部刻度數值原理:離心分離(centrifugation)是利用離心分離機旋轉時所產生的離心力，將懸浮物和流體分
28、離，主要是分離懸浮物，澄清和淨化流體的操作，在此我們利用離心分離來分析鍍鉻槽液中硫酸濃度含量控制範圍0.81.2g/L硫酸:作為硫酸根催化劑，幫助鉻金屬析出電解剝離電解剝離(SS-10B)1.取5ml槽液置於250ml錐形瓶中。2.加純水約75ml，再加10濃硝酸ml。3.以滴定管加入10ml的0.1N的硝酸銀(產生淡棕色混濁與沉澱)。4.加入硫酸銨鐵指示劑約5g。5.以0.1N KSCN標準溶液滴定至紅褐色，紀錄所消耗體積A。6.重複步驟15作為空白實驗，紀錄所消耗體積B。205.6AgNO 0.1N/)()(A3?BABunitctivator控制範圍1213unit作用:以電化學方式剝除附著於掛鉤上銅鎳鍍層，(SS-10B)為活化劑與安定劑，加速掛鉤上銅鎳鍍層氧化並溶解於槽液。Thanks for your attention
