DE166598C

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Publication number: DE166598C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

JVl 166598 KLASSE i2i.

Es ist bekannt, daß Salzsäure aus Chlor und Wasserstoff fortlaufend erzeugt werden kann, wenn diese beiden Gase in molekularen Mengen unmittelbar auf eine Kontaktsubstanz, wie Kohle oder Platin, zur Einwirkung gebracht werden.

Ein solches Verfahren besitzt, wie sich herausgestellt hat, gewisse Ubelstände. So können weder genügende Ausbeuten erzielt

ίο noch mit Sicherheit Explosionen vermieden werden, auch wenn ein gewisser Überschuß an Wasserstoff angewendet wird.

Diese Übelstände lassen sich nun gemäß vorliegender Erfindung vermeiden, wenn man das Gemisch aus Chlor und Wasserstoff nicht auf eine Kontaktsubstanz, sondern auf gewisse Metallchloride zur Einwirkung bringt, wobei die Bildung von Salzsäure mittels chemischer Reaktion vonstatten geht.

Das Verfahren beruht einerseits auf der Beobachtung, daß eine Mischung von Chlor und Wasserstoff von basischen Chloriden bezw. Oxychloriden und Hydroxyden unter Bedingungen, wie sie weiter unten angegeben sind, aufgenommen wird und Chlorid und Wasser bildet, andererseits auf der an sich bekannten Tatsache, daß verschiedene Metallchloride, wie z. B. im besonderen Chloraluminium, Chlorzink, Chlorzinn, wenn sie in Gegenwart von Wasser .erhitzt werden, zum Teil in basische Chloride bezw. Hydroxyde (bei weiterem Erhitzen in Oxyde) und Salzsäure zersetzt werden. Es ist die fernere Beobachtung, daß die hierbei gebildeten basischen Chloride bezw. Hydroxyde immer wieder '35 für den Prozeß der Aufnahme von Chlor und Wasserstoff unter Bildung von Chlorid und Wasser praktisch benutzt werden können, noch für die Erfindung maßgebend geworden.

Die Reaktionen verlaufen z. B. bei Anwendung von Zinkverbindungen nach folgenden Gleichungen:

1. Zn Cl(OH) + Cl + H=ZnCl₂ + H₂O.

2. ZnCl₂ + H₂O = ZnCl(OH) + HCl, ZnCl(OH) + H₂O = Zn(OH)₂ + HCl.

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Die erwähnte Eigenschaft kommt auch schon in den wäßrigen Lösungen der betreffenden Metallchloride zum Ausdruck, indem solche Lösungen eine durch Lackmus erkennbare saure ν Reaktion zeigen, eine Erscheinung, welche auf eine schon eingetretene Spaltung in basisches Chlorid bezw. Hydroxyd und Salzsäure hinweist.

Die angeführten Reaktionen lassen sich nun gemäß vorliegender Erfindung zum Überführen von Chlor und Wasserstoff in Salzsäure in verschiedener Weise nutzbar verwerten. '

So kann man das vorzugsweise bei der Elektrolyse von Kochsalz-, Chlorkalium- und ähnlichen Chloridlösungen auftretende Gemenge von Chlor und Wasserstoff nach Sättigung mit Wasserdampf bei geeigneter Temperatur entweder

I. über poröse Körper leiten, die mit den zu zersetzenden Metallchloriden gefüllt oder mit deren konzentrierten wäßrigen Lösungen getränkt sind, oder

2. im Gegenstrom auf die Chloridlösungen einwirken lassen, indem die Gase den herabträufelnden Flüssigkeiten entgegenströmen, oder

3. die wäßrigen Lösungen der Metallchloride durchstreichen lassen, was sich unter Druck oder Unterdruck, z. B. durch Absaugen der Gase aus den Elektrodenräumen, erreichen läßt.

Die Wirkung beruht in allen Fällen auf einer abwechselnden Zersetzung des vorhandenen bezw. gebildeten Chlorides durch die Wärme und einer vorübergehenden Neubildung von Chlorid durch das einwirkende Gasgemisch.

Zur Ausführung des Verfahrens eignen sich, entsprechend dem oben Gesagten, die Chloride, deren Lösungen auf Lackmus sauer reagieren; so eignen sich außer den schon genannten Chloriden des Aluminiums, Zinks und Zinns auch die des Magnesiums, Antimons, Cadmiums, Wismuts und Bors, ferner die des Eisens, Chroms und Mangans bezw. Mischungen dieser Chloride.

Die einzuhaltende Temperatur ist für die einzelnen Chloride eine verschiedene, und es hängt auch der Grad der Zersetzung von der angewendeten Temperatur ab. Im allgemeinen geben Temperaturen von etwa 100⁰C. gute Resultate, bei einigen Chloriden ist eine höhere Temperatur anzuwenden, bei Zinnchlorid z. B. ist die Temperatur sogar eine tiefere.

Die Abspaltung bezw. das Überdestillieren der Säure ist mit einer Abgabe bezw. Überdestillieren von Wasser verbunden. Letzteres wird zweckmäßig in dem Maße ergänzt bezw. wieder zugesetzt, als es abgegeben wird.

In analoger Weise läßt sich Brom in Bromwasserstoffsäure überführen.

Daß tatsächlich die angegebene Umsetzung in genügender Weise stattfindet, wird durch folgenden Versuch bewiesen.

Man bringt in einen Destillierkolben von etwa 300 ecm Inhalt, der mit einem Kühler nebst Vorlage, einem Tropftrichter o. dgl. behufs Zuführung von Wasser, einem Thermometer und Gaszuleitungs- und -ableitungsrohr versehen ist, 150 ecm einer Aluminiumchloridlösdng von 1,33 bis 1,35 spezifischem Gewicht,

welche rund 26 Prozent Chlor enthält. Eine solche Lösung fängt an bei ITO° C. Wasser, bei etwa 120⁰C. Säure abzugeben, und es Averden darin, wenn man vorsichtig weiter erhitzt, alsbald Ausscheidungen gebildet.

In einen zweiten Kolben von etwa 250 ecm Inhalt, der mit einem Gasableitungsrohr, einem nach unten zu kapillar ausgezogenen Rohr, behufs Durchsaugens von Luft, und zwei Elektroden (z. B. aus Kohle) versehen ist und mittels einer Wasser enthaltenden Flasche, welche man zweckmäßig erwärmt, mit dem ersteren Kolben in Verbindung steht, bringt man für diesen Versuch 200 ecm Salzsäure (1 : 1).

Alsdann elektrolysiert man mit einer Stromstärke von 1,5 Amp. bei einer Spannung von etwa 4 Volt, erhitzt die in dem ersteren Kolben befindliche Aluminiumchloridlösung z. B. in einem Sandbade auf 120 bis 130⁰C. und saugt in langsamem Strom das entwickelte Gasgemisch durch den Apparat, indem man zuerst warmes, dann heißes Wasser zu der Aluminiumchloridlösung in dem Maße zufließen läßt, als solches abdestilliert.

Unterbricht man nach 2 Stunden die Reaktion und saugt unter Erkalten der Flüssigkeit Luft durch den ersteren Kolben behufs Entfernens von aufgelöstem freien Chlor, so finden sich in dem in der Vorlage angesammelten Destillat, aus welchem zuvor ebenfalls gelöstes Chlor vermittels Durchsaugens von Luft oder durch Erhitzen entfernt wird, 2,5 g Chlor = 2,6 g Salzsäure. Berechnet man, daß in 1 Stunde 1,3 X 1,5 = etwa 2,0 g Chlor und die äquivalente Menge Wasserstoff entwickelt werden, so ergibt sich, daß von diesen 2,0 g Chlor 1,25 g = 62,5 Prozent in Salzsäure umgewandelt werden.

Das überschüssige Chlor kann man in beliebiger Weise verwerten, indem man es z. B. auf Chlorkalk verarbeitet.

Die anfänglich 20.Prozent Chlor enthaltende Aluminiumchloridlösung zeigte bei diesem Versuch nach Beendigung der Reaktion nur 25,4 Prozent Chlor, was sich dadurch erklären läßt, daß der Mindergehalt von 0,6 Prozent als Salzsäure beim Durchleiten der Luft abgespalten wurde.

Die Bestimmung der Salzsäure wurde unter geeigneter Verdünnung nach der Volhardsehen Methode mittels Y₅ Normalsilbernitratlösung und Rhodanammonium bestimmt.

Bei dem angegebenen Versuch ist zum leichteren Nachweis der Wirkung des Verfahrens das zu verarbeitende Gemisch von Chlor und Wasserstoff durch Elektrolyse von Salzsäure hergestellt. Für das praktische Verfahren der Herstellung von Salzsäure nach vorliegender Erfindung werden Gemische aus Chlor und Wasserstoff verwendet, wie die Technik sie darbietet; so verwendet man, wie bereits oben angedeutet, Wasserstoff-Chlorgemische, welche bei der technischen Elektrolyse von Chloridlösungen gewonnen werden. Diese Gemische werden dann ebenso

wie das für den obigen Versuch durch Elektrolyse von Salzsäure gewonnene Wasserstoff-Chlorgemisch der beschriebenen Einwirkung einer der gekennzeichneten Chloridlösungen unterworfen.

Die praktische technische Ausführung des Verfahrens geschieht im übrigen in gleicher Weise, wie bei dem vorgeschriebenen Versuch angegeben. Man hat hierbei nur nötig, die ίο Mengen und die Apparate entsprechend z. B. auf das Zehn- bis Hundertfache zu vergrößern.

In analoger Weise wird nach vorliegender Erfindung auch Bromwasserstoffsäure hergestellt.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Darstellung von Salzsäure und Bromwasserstoffsäure aus ihren Bestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch der Bestandteile in feuchtem Zustande mit durch Wasser in der Wärme zersetzlichen Metallchloriden bezw. -bromiden in der Wärme in Wechselwirkung bringt.