Методика ускоренного контроля содержания золота в цитратном и циансодержащем электролитах золочения

      Получение качественных золотых покрытий требует постоянства состава электролита золочения. Основными методами определения золота в электролите являются:

* весовое определение (пробирный метод), заключающееся в разрушении цианистого комплекса золота и выделении металлического золота при взаимодействии с восстановителем (солянокислый гидразин, соли железа II, гидроксиламин, гидрохинон, щавелевая кислота и пр.). Осадок металлического золота отделяют фильтрацией, прокаливают в муфельной печи при 900-1000˚С и взвешивают. В случае соосаждения с золотом других металлов (напр. меди), осадок переосаждают.

* йодометрическое определение. Данный метод требует разрушения цианистого комплекса, перевода золота I в золото III (например, окисление бромом с последующим удалением брома кипячением) и последующим косвенным йодометрическим определением.

    Данные методы связаны с продолжительным нагревом анализируемых проб (например, в случае йодометрического определения требуются две полные выпарки пробы), фильтрацией, прокаливанием. Продолжительность анализа этими методами составляет не менее 3-4 часов.

     В качестве методики быстрого, оперативного контроля состава электролитов золочения     А.К.Юдина, Г.С.Амосова и Л.Г. Федорова в статье «Экспрессные методы определения золота и кобальта в электролитах золочения» предлагают объёмное броматометрическое определение золота. Продолжительность выполнения одного анализа при определении золота данным методом сокращается с 3-4 часов до 15-20 мин за счёт исключения трудоёмких операций разрушения цианистого комплекса, окисления золота, фильтрования, осаждения и повторного растворения.

     Разработанный авторами метод определения золота основан на его окислении в цианистом комплексе (дицианоаурате калия) раствором бромат-бромида калия в кислой среде с образованием бромцианоауратного комплекса трёхвалентного золота:

[Au(CN)2]- + Br2  =  [Au(CN)2Br2]-

     Определение проводят в присутствии индикатора – хризоидина. Окончание титрования  устанавливают по изменению окраски хризоидина.

     В качестве титранта авторы использовали 0,05N раствор бромата калия и раствор, состоящий из смеси 0,02N бромата калия в 0,25N растворе бромида калия. Использование одного раствора бромата калия не обеспечивало оптимального режима титрования, окисление золота (I) в золото (III) и бромирование цианистого комплекса золота протекало с недостаточной скоростью. Это отрицательно отражалось на результатах титрования, титрование 2-3 раза приходилось прерывать и выдерживать пробу в течение 3-5 минут. При таком режиме титрования окраска индикатора была нечёткой. При титровании смесью бромат-бромида калия увеличивается количество брома, образующегося в кислой среде по реакциям:

KBrO3 + HCl = HBrO3 + KCl

HBrO3 + 5HBr = 3Br2 + 3H2O

Это обеспечивает необходимую скорость окисления и бромирования и позволяет применить прямое титрования при определении золота. Полученные авторами данные представлены в таблице:

бром1

Авторами исследовалось влияние кислотности среды при использовании бромат-бромидной смеси. В колбы с анализируемыми пробами, содержащими 10-25 мг золота, вводили различное количество 2Н соляной кислоты (от 10 до 30 мл). Дистиллированной водой доводили общий объём в колбе до 100 мл и титровали бромид-броматной смесью. Полученные результаты представлены в таблице:

бром2

      При снижении содержания соляной кислоты до 10 мл в результатах анализа экспрессным методом в сравнении с весовым наблюдалась большая погрешность. Это связано с менее чётким изменением окраски индикатора, и, по-видимому, недостаточной скоростью бромирования в слабокислом растворе. Кроме того, при анализе электролита с высоким содержанием свободного цианида калия, как в электролите для осаждения сплава золото-серебро, указанное количество соляной кислоты не обеспечивало полного разложения свободного цианида. Результаты определения золота в этом случае в сравнении с весовым методом в два раза завышены.
     На основании приведённых исследований установлено, что оптимальным количеством 2Н соляной кислоты, обеспечивающим нормальное прохождения процесса титрования, является 20 мл 2Н раствора в объёме 100 мл. Увеличивать количество соляной кислоты до 30 мл нецелесообразно, в ряде случаев это приводило к частичному разрушению цианистого комплекса золота. Так как броматометрическое титрование протекает при температуре не ниже 55-60˚С, для поддержания этой температуры в процессе титрования анализируемую пробу нагревали до более высокой температуры 75-80˚С.

     Данная методика проверялась на рабочих электролитах и показала, что свободный цианистый калий мешает титрованию. Для устранения этого при титровании цианистого электролита для осаждения сплава золото-серебро необходимо проводить нагревание электролита при температуре 70˚С в течение 3-5 мин.

   Ход анализа: в коническую термостойкую колбу ёмкостью 250 мл наливают 75 мл дистиллированной воды и добавляют 20 мл 2Н соляной кислоты. Содержимое колбы перемешивают и нагревают до 80-85˚С. Затем колбу снимают с плитки, отбирают 2-10 мл электролита, из расчёта содержания золота в анализируемой пробе в количестве 10-25 мг, и добавляют к горячему солянокислому раствору; приливают 8 капель 0,1%-ного раствора индикатора – хризоидина и титруют при тщательном перемешивании 0,02N раствором бромата калия в 0,25N растворе бромида калия. Окраска индикатора при определении золота в цитратных электролитах изменяется от жёлтой до светло-зелёной, при определении золота в цианистом электролите – от жёлтой до бесцветной. Концентрацию золота определяют по количеству бромат-бромида, затраченного на окисление, вычитая количество бромат-бромида, затраченного на окисления индикатора. Количество раствора бромат-бромида, пошедшее на окисление индикатора, устанавливают по холостой пробе, титрование которой проводят в условиях титрования анализируемой пробы.

    При определении золота в электролите для осаждения сплава золото-серебро, содержащем свободный цианистый калий, ход анализа соответствует данному с той разницей, что испытуемую пробу перед титрованием, после добавления аликвоты электролита в горячий раствор, вновь нагревают до 70˚С и выдерживают при этой температуре в течение 5 мин.

    Концентрация золота определялась параллельно весовым и экспрессным методами. Результаты представлены в таблице:

бром3

Относительная ошибка броматометрического метода в сравнении с весовым составила 0,6-2%.

 


Дополнение от нашей лаборатории:

Данная методика учитывает содержание в электролите золота (I), но в электролите может накапливаться некоторое количество золота (III). Поэтому её рекомендуется применять только для технологического контроля электролита, а концентрацию золота в отчётных документах для надзорных органов рассчитывать на основе данных весового определения общего золота (пробирный метод).