DE205019C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

■'- M 205019 KLASSE 12 «V GRUPPE

Dr. FELIX SILBERMANN in AUGSBURG.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. November 1907 ab.

Bei der elektrolytischen Darstellung von Chloraten hat sich bekanntlich gezeigt, daß der anfangs neutrale Elektrolyt nach kurzer Zeit alkalisch wird und daß der sich hierbei ergebende Überschuß an freiem Alkali eine nachteilige Wirkung auf die Ausbeute ausübt. Andererseits ist bekannt, daß eine schwach saure Reaktion die Ausbeute sehr günstig beeinflußt. Diese saure Reaktion kann nun, wie

ίο dies bei bestehenden Verfahren zur Darstellung von Chloraten geschieht, durch ständiges oder zeitweises Zugeben von Säuren erreicht werden, doch entsteht hierbei der Nachteil, daß es sehr schwierig ist, gerade den richtigen Säurezusatz zu treffen, und daß Chlorverluste und Chlordämpfe, die entweder sehr belästigen oder durch besondere Vorrichtungen entfernt werden müssen, unvermeidlich sind.

Auch ist es bereits bekannt, den Elektrolyten dadurch schwach sauer zu erhalten, daß man eine Nebenkathode in einen von dem Elektrolyten durch eine poröse Scheidewand getrennten Teil des Elektrolyten bringt, so daß bei durchfließendem elektrischen Strom an der Nebenkathode ein Überschuß an Alkali gebildet und so der Elektrolyt schwach sauer gemacht wird.

Das vorliegende Verfahren löst die gleiche Aufgabe durch andere Mittel, nämlich dadurch, daß der das Elektrolysiergefäß durchfließende Elektrolyt gezwungen wird, vor seinem Austritt aus dem Gefäß an einem Teil bzw. Element der Kathode mit passender Geschwindigkeit entlang zu fließen, so daß von dem gebildeten freien Alkali stets kleine Mengen dem Elektrolyten entnommen werden, bevor sie in Reaktion mit dem an der Anode gebildeten Chlor treten können, und entsprechend der Theorie von Förster und Müller nach der Formel

X₂ + OH¹Z^ X + XOH ■ XOR + OH' z£l XO' + H₂O

der Elektrolyt sauer wird.

Die Formel zeigt, daß, wenn auf 1 Mol. Halogen zwischen 1 und 2 Mol. Alkali einwirken, neben Hypohalogenit je nach der Menge des entzogenen Alkalis auch mehr oder weniger freie unterhalogenige Säure auftritt, durch welch lelztere ja bekanntlich eben die Ausbeute günstig beeinflußt wird.

Die Praxis lehrt, daß zur Erreichung einer guten Ausbeute schon eine ganz schwach saure Reaktion genügt.

Die Entnahme von freiem Alkali, um diese schwach saure Reaktion gemäß der oben erwähnten Formel zu erreichen, kann auf verschiedene Weise-geschehen.

Z. B. bei Verwendung einer aus mehreren stabförmigen Elementen α (Fig. 1 und 2), z. B. Graphitstäben, zusammengesetzten Kathode können einer oder mehrere dieser Stäbe a von einem oben und unten offenen Rohr b, welches mit einer seitlichen Abzweigung c versehen ist, aus einem von Elektrolyten unangreifbaren Material, wie Glas, Steingut, Porzellan usw., besteht und einen größeren Durchmesser als der betreffende Kohlenstab hat, umschlossen werden, und zwar in der Weise, daß das obere Ende des Rohres über das Flüssigkeitsniveau herausragt, so daß von oben keine Flüssigkeit in das Rohr gelangen kann und daß die Abzweigung in der Höhe, in der das Niveau des Elektrolyten gehalten

werden soll, angebracht ist und die Gefäßwandung nach außen durchsetzt.

Die Arbeitsweise gestaltet sich nun folgendermaßen :

Die zu elektrolyseerende Chloridlösung mit oder ohne Zusatz von Kaliumbichromat oder Kaliumchromat tritt an der Anode, aber auf der der Kathode entgegengesetzten Seite in das Gefäß d (Fig. 3 und 4) ein und verläßt dieses wieder durch das oben' genannte Abzweigrohr c. Die Anode kann aus Platinblech oder -drahtnetz, Graphitplatten oder ebenfalls stabförmigen Elementen (Graphitstäben) zusammengesetzt sein. Hierbei ist die Flüssigkeit gezwungen, zunächst einen Teil der Anode zu bestreichen, dann von unten in das Rohr b einzutreten und hier das von dem Rohr umschlossene Kathodenelement seiner ganzen Länge nach zu umspülen. Die Geschwindigkeit des Durchfließens kann nun so reguliert werden, daß nach Belieben größere oder kleinere Mengen des an dem umspülten Kathodenelement gebildeten freien Alkalis aus dem Elektrolysiergefäß austreten, bevor sie in Wechselwirkung mit dem anodischen Chlor treten können.

Die durch das Rohr c ausgetretene Flüssigkeit wird in einem Gefäß e gesammelt, in welches auch der übrige Inhalt des Elektrolysiergefäßes ununterbrochen oder zeitweise abgelassen wird. Hierbei wird die im Elektrolyten gebildete unterchlorige Säure wieder neutralisiert. Es ergibt sich hieraus der Vorteil, daß die nunmehr vorhandene schwach alkalische Lösung beim Weiterleiten usw. Metallgegenstände weit weniger angreift als eine saure Lösung.

Nachdem aus der vereinigten Lösung das Chlorat auskristallisiert ist, ,.wird die Mutterlauge wieder mit Chlorid -gesättigt, wobei durch das vorhandene Alkali Verunreinigungen von Eisen usw. ausgefällt werden.

Sollte die geklärte Lösung dann noch zu stark alkalisch sein, so kann man sie vor dem Eintritt in die Elektrolysiergefäße dadurch neutral oder schwach sauer machen, daß man sie ein Gefäß passieren läßt, in dem eine geeignete Anode und eine von einem Diaphragma umschlossene Kathode sich befinden. Dadurch ist es möglich, bei passender Stromstärke und Geschwindigkeit des Durchströmens, entsprechend der oben genannten Formel, das vorhandene Alkali in Hypochlorit zu überführen bzw. etwas freie unterchlorige Säure zu erzeugen.

An Stelle der oben genannten Umspülung des stabförmigen Kathodenelementes kann auch eine Durchspülung der ganzen Kathode oder eines Teiles derselben angewandt werden, zu welchem Zweck die ganze Kathode oder ein Teil davon durchbohrt oder als Rohr ausgebildet wird. Die nachfolgenden Fig. 5 bis 10 stellen hiervon einige Möglichkeiten dar.

In allen Fällen tritt die Flüssigkeit durch das Rohr b unten ein und verläßt das Gefäß durch das obere seitliche Rohr c.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6, welche einen senkrechten Schnitt und eine Oberansicht darstellen, ist die Kathode durchbohrt und mit einem von der Bohrung ausgehenden Ableitungsrohr für den Elektrolyten versehen. Der die Bohrung der Kathode in passender Geschwindigkeit durchfließende Elektrolyt führt eine geringe Menge Alkali mit sich, so daß er schwach sauer wird.

Die Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 unterscheidet sich von der vorhergehenden nur dadurch, daß die Kathode plattenförmig ist. \

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 und 10 ist die Kathode aus Metallblech hergestellt. Hierbei ist der mit dem Ableitungsrohr für den Elektrolyten versehene Kanal direkt durch Umbiegung des Kathodenrandes gebildet.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur elektrolytischen Darstellung von Chloraten und Perchloraten der Alkalien unter ständiger Entnahme kleiner Mengen Alkali an der Kathode, dadurch gekennzeichnet, daß der das Elektrolysierungsgefäß in passender Geschwindigkeit durchfließende Elektrolyt so geleitet wird, daß er beim Verlassen des Gefäßes eine geeignet geformte Kathode ganz oder teilweise umspült oder von der Kathode selbst gebildete Hohlräume oder Röhren durchströmt, zum Zweck, aus dem Elektrolyten stets kleine Mengen freies Alkali zu entfernen, bevor sie in Wechselwirkung mit dem anodischen Chlor treten können.

2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den stabförmig angeordneten Kathodenelementen (a) eines oder mehrere von einem beiderseits offenen und mit einem seitlichen, nach außen führenden Ansatzrohr (c) versehenen Rohr (b) umgeben sind, welches den Elektrolyten von unten nach oben leitet.

3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ganze Kathode oder ein Teil derselben durchbohrt oder als Rohr ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.