Simultaneous determination of gold and copper in electroplating baths and/or alloys by potentiometric titration

Význam tématu

Potenciometrická titrace představuje rychlou a přesnou metodu kvantifikace kovů v elektrolytických lázních a slitinách. Současné stanovení zlata a mědi je klíčové v průmyslové galvanotechnice a metalurgii pro kontrolu kvality povlaků, optimalizaci procesů a ekonomické zhodnocení kovů.

Cíle a přehled studie / článku

Tento bulletin popisuje postup pro simultánní stanovení Au(III) a Cu(II) v elektrolytických lázních nebo po rozkladu slitin. Metoda využívá titulaci Fe(II) roztokem a rozlišuje dva kroky redoxní titrace díky posuvu redoxního potenciálu a následnému vzniku volného jodu.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda se opírá o tři hlavní kroky:

1. Redukce Au(III) na kovové zlato Fe(II) titrací.
2. Komplexace Fe(III) iontů fluoridovými ionty ke zvýšení selektivity.
3. Redukce Cu(II) KI roztokem na Cu(I), uvolnění jodu a následná titulace Fe(II).

Instrumentace:

• Titrátory řady Titrino (702, 716 DMS, 736 GP, 751 GPD, 785 DMP) nebo titroprocesor 726 s dávkovači 685/700 Dosino.
• Pt titrode s kabeláží 6.2104.020, magnetické míchadlo 2.728.0040, výměnná jednotka 6.3014.213.

Reagencie:

• Fe(II) roztok (0,1 mol/L) připravený z amonno-železité soli a HCl.
• Cu(II) roztok (0,05 mol/L) z CuSO₄·5H₂O a H₂SO₄.
• Acetátový pufr pH 4,64, KF roztok, KI roztok, koncentrované HCl a HNO₃.

Příprava vzorku:
Do 10 mL vzorku galvanické lázně přidat 10 mL HCl, zahřát, vydestilovat na poloviční objem, postupně přidat HNO₃ k rozpuštění zlata, opět odpařit, doplnit do 50 mL vodou.

Hlavní výsledky a diskuse

Při první titraci se při průchodu ekvivalentního množství Fe(II) eviduje přechod potenciálu odpovídající redukci Au(III), typicky kolem –486 mV a objemu ~1,36 mL titrantu, což odpovídá 3,46 g/L Au. Druhá titrace po přidání KF a KI vykazuje přechod kolem –70 mV a spotřebu ~2,50 mL, odpovídající 5,34 g/L Cu. Parametry titrace (minimální přírůstek, drift signálu, rychlost dávkování, rozpoznání EP) jsou optimalizovány pro reprodukovatelnost.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost simultánního stanovení dvou kovů v jediném vzorku šetří čas a spotřebu chemikálií.
• Vysoká selektivita díky oddělení redukce Au a Cu posunem redoxního potenciálu a využitím jodometrické reakce.
• Snadná integrace do rutinních laboratoří i automatizovaných linek.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metody pro další vzácné kovy a legury.
• Integrace s online monitorováním galvanických procesů a softwarem pro průběžné sledování kvality.
• Miniaturizace a multikanálové titrační systémy pro vysokokapacitní analýzy.

Závěr

Metoda simultánní potenciometrické titrace Fe(II) nabízí spolehlivé stanovení zlata a mědi v elektrolytech i po rozkladu slitin. Díky selektivnímu posuvu redoxního potenciálu a dvěma etapám titrace lze dosáhnout přesnosti lepší než 1 % a snadné automatizace.

Reference

1. C. Mahr, B. Seeger: Titrationsverfahren mittels Redoxverschiebung. I. Fresenius Z. Anal. Chem. 171 (1959) 343–349.
2. S. K. Cirkov, V. S. Romanova: Zh. Anal. Khim. 14 (1959) 198–201; Ref.: Fresenius Z. Anal. Chem. 173 (1960) 233.
3. S. Wolf: Die Bestimmung von Gold und Kupfer in galvanischen Bädern durch potentiometrische Titration. Galvanotechnik 63 (1962) 302–304.