磷化工艺参数之三:磷化槽液的总酸度

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磷化工艺参数之三:磷化槽液的总酸度

       总酸度是反映磷化槽液浓度的一个重要参数，单位为“点”。其定义为：取10mL磷化槽液，以酚酞作指示剂，用0.1mol／L NaOH溶液滴定至终点，0 1mo1／L NaOH溶液消耗的毫升数即为此磷化槽液的总酸度点数，也称总酸度(TA)。因为采用酚酞作指示剂，滴定至终点时，溶液的pH值为9.7，这时，磷化溶液中的H2PO4、H2PO42-被中和，见下式：

                  OH-十H3PO4—H2PO4-+H2O

                  OH-+H2PO4—HPO42-+H2O

        由于磷化溶液中有金属离子的存在，滴定时生成磷酸盐沉淀，所以，HPO42-也被滴定，见下式：

                  2OH-+3M2++2HPO42-—M2 (PO4)+2H2O

        同时，磷化溶液中的金属离子还容易生成氢氧化物沉淀，下表是浓度为0.1mol／L的锌、钙、锰、铁等离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH值范,下表是金属离子的氢氧化物沉淀时的pH值

氧化物	开始沉淀的pH值	完全沉淀的pH值
Zn(OH) 2 Fe(OH) 2 Mn(OH) 2 Ca(OH)2	6.4 7.5 8.8 9.5	8.0 9.7 10.4 ＞14

        从表中数据可以看出，在滴定总酸时，氢氧化铁、氢氧化锌可能完全沉淀，氢氧化锰几乎完全沉淀，氢氧化钙不被沉淀。所以滴定总酸时，氢氧化钠不仅消耗在中和磷酸的第一步、第二步电离的氢离子上，而且也可能消耗在中和磷酸的第三步电离的氢离子上，同时，也可能消耗在金属离子的氢氧化物上。所以，所谓总酸度，广义上是指磷化液中Zn2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+、H+、H2PO4-、HPO32-等各种离子浓度的总和。

        同游离酸度一样，总酸度过高或过低，也会对磷化质量产生不良影响。总酸度过高，磷化膜结晶粗糙，表面易挂灰，磷化残渣增加，反而不宜生成磷化膜；总酸度过低，磷化速度缓慢，磷化膜生成困难，磷化膜结晶粗糙疏松，磷化膜变薄，耐蚀性也差。

        总酸度的控制范围较宽，低温磷化总酸度一般控制在13～32点之内；常温磷化总酸度一般控制在22～60点之内。在实际生产中，总酸度一般控制在规定范围内的上限为好，有利于加速磷化反应，使磷化膜细密。降低总酸度可以通过加水稀释，加入硝酸盐可以提高总酸度，加入酸式磷酸盐既可以提高总酸度，也可提高游离酸度。一般来说，lL磷化液加入5～10g磷酸二氢锌，磷化液的游离酸度可升高一个点，总酸度升高5点左右；1L磷化液加入20～22g硝酸锌，总酸度可升高10点。在实际生产中，可不降低总酸度或游离酸度，而是通过调整酸比较得满意的磷化效果。

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