1 前言
单镍盐电解着色是目前国际上广泛采用的一种先进的阳极氧化中电解着色工艺技术着色方法，具有着色稳定、槽液简单(主要成分是硫酸镍和硼酸)、沉积速度慢、颜色均匀性好等优点，尤其在生产浅色调上具有极大的优势，而且能够实现自动化生产，还可以进行镍回收，节约成本。目前，已有越来越多的铝型材生产厂家使用此方法进行大规模生产。但是，单镍盐着色的缺点是对槽液pH值比较敏感，硼酸的作用主要是作为缓冲溶液和着色促进剂使用，含量一般控制在30-40g/L。生产过程中随着型材的浸入和浸出，会不断消耗硼酸，导致着色槽工艺不稳定，因此要准确分析硼酸含量并及时进行补给，以确保着色槽工艺参数的稳定。
2 实验材料及方法
实验中甘露醇、六水硫酸镍、EDTA、硼酸、氢氧化钠、硫酸铝等均为分析纯。
取1mL的试样，加入一定量EDTA，80℃时水浴15min，冷却至室温加入3滴酚酞指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至理论变色点，记录氢氧化钠溶液体积V1，然后加入一定量甘露醇，加热溶解，再用氢氧化钠标准溶液滴定至理论变色点，记录氢氧化钠溶液体积V2，通过V2计算硼酸含量。
3 实验原理
硼酸酸碱滴定测定有以下关键环节：①确定合适的指示终点的方法；②掩蔽或消除杂质干扰。实验中通过向待测液体中加入一定量的EDTA，通过EDTA掩蔽镍和铝的干扰，加入合适的指示剂，同时采用复合pH电极辅助指示滴定终点，加入氢氧化钠标准溶液滴定到指示剂变色(作为标准色)，记录pH值(作为变色点)。然后向溶液中加入一定量的甘露醇，加热溶解，冷却至室温，继续用氢氧化钠标准溶液滴定到溶液呈现标准色，pH值到达变色点，记录氢氧化钠用量V，即为硼酸甘露醇复合酸消耗的标准溶液体积，按相应关系计算得到硼酸含量。
上式中，C为氢氧化钠标准溶液浓度mol/L, V为加人甘露醇后络合酸消耗的氢氧化钠标准溶液体积L， 61.83为硼酸分子量，1000为换算因子。
4 结果及分析
4.1滴定终点的确定
准确取1mL槽液，加入20mL浓度为0.05mol/L的EDTA溶液，水浴80℃加热15min，使镍离子和铝离子与EDTA完全反应，掩蔽溶液中镍离子和铝离子。向溶液中加入3滴酚酞指示剂，同时插入复合pH电极，用0.05mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定，当溶液pH<6和pH>9时每次加入0.05mL的标准溶液，6
4.2甘露醇加入量的确定
由于硼酸是极弱的路易斯酸 (pKa=9.24)，不能用经典的酸碱滴定法直接测定，本文采用弱酸强化法，即通过加入甘露醇做为强化试剂，将硼酸转化为酸性较强的甘露醇硼酸（Ka=1.5×10- 4），使弱酸的表观离解常数增至可采用酸碱滴定法进行测定，再用 NaOH 标准溶液进行滴定[1]，其反应式为：
硼酸被多元醇强化后，仍是一元弱酸，计量点的 pH 值为 9.2，可选用酚酞或百里酚酞作指示剂，用NaOH 滴定。
加入强化试剂一定要足量才能使硼酸反应完全，但不可多加，加的过多不仅会造成不必要的浪费，而且强化剂本身的酸性也会给测定结果带来误差。因此，必须选择一个最佳用量。本文对各种强化试剂的用量也进行了考察。取1mL槽液，加入20mL蒸馏水，分别加入 0.20、0.25、0.30、0.35g 的甘露醇进行滴定终点颜色观察，滴定至终点后，再分别加入强化试剂 0.10g，被测溶液的终点颜色均未退色，说明各份硼酸与多元醇均反应完全，考虑检品的取量范围，认为选择加入0.25g 的甘露醇试剂较为合适。
4.3掩蔽剂用量的确定
取四份1mL的槽液，分别加入10、15、20和25mL的EDTA(0.05mol/L)标准溶液；另取四份1mL的槽液，分别加入10、15、20和25mL的EDTA(0.05mol/L)标准溶液，同时每份溶液中加入2mgNi，按文献所示方法检测溶液中镍的含量[2]。
从表中可以看出，当EDTA用量小于15mL时，溶液中镍和铝没有完全络合，当EDTA用量大于15mL时，溶液中镍和铝完全络合，考虑检品的取量范围，认为选择加入25mL的EDTA(0.05mol/L)标准溶液较为合适。
5 测定方法的检验
合成模拟标准溶液(150.32g/L的六水硫酸镍，1.46g/L的硫酸铝，30.747g/L的硼酸)，按照分析所得较优方法测量6次结果见表，通过表的分析可知JM法可以代替FAAS法。
6 结论
单镍盐电解着色溶液中pH值起着重要作用，为了控制溶液的酸度，加入硼酸做为缓冲溶剂。文中以EDTA为掩蔽剂，掩蔽溶液中镍、铝等干扰物，加入甘露醇与硼酸生成较强的络合酸,以酚酞为指示剂，复合pH电极辅助指示滴定终点，用氢氧化钠标准溶液滴定络合酸，测量硼酸含量。结果显示,方法可靠、快速、灵敏。
通过正确选择EDTA的用量，消除杂质干扰，选择合适甘露醇用量消除基体干扰，以酚酞指示剂和复合pH电极共同指示终点的最佳滴定终点指示方法。准确取1mL槽液，加入20mL浓度为0.05mol/L的EDTA溶液，水浴80℃加热15min，使镍离子和铝离子与EDTA完全反应，掩蔽溶液中镍离子和铝离子。向溶液中加入3滴酚酞指示剂，同时插入复合pH电极，用0.05mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定，至溶液显亮紫色pH=7.85时停止滴定。加入0.25g 的甘露醇试剂，加热溶解后冷却至室温，继续用0.05mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定，至溶液显亮紫色pH=7.85时停止滴定，记录氢氧化钠用量V，即为硼酸消耗的氢氧化钠量。通过理论计算得到硼酸含量。
该方法与FAAS国标方法平行测定合成模拟样品硼酸含量6次，通过G检验，F检验和t检验，可知该方法可以替代FAAS法。
