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Verfahren zur Herstellung von Aluminiumformiat Nach Literaturangaben
soll bei der Behandlung von Aluminiumchlorid mit Ameisensäure ein weißes, zerfließliches,
stark saures Pulver entstehen, für das die Formel Al (H C O O) 2 Cl - H C O O H
2'/2H20 angegeben wird.
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Es wurde nun gefunden, daß man ein weitgehend chlorfreies, nicht hygroskopisches
Aluminiumformiat erhält, dessen Zusammensetzung etwa der Formel Al (H C O O) 3 -
H C O O H entspricht, wenn man auf Aluminiumchlorid überschüssige Ameisensäure bei
einer Temperatur von mindestens 7o° einwirken läßt. Zweckmäßig geht man von einer
Ameisensäure aus, deren Konzentration zwischen 75 und iooo/o liegt, da bei Verwendung
von Ameisensäure niedrigerer Konzentration leicht basische oder chlorhaltige, zerfließliche
Produkte entstehen. Man verfährt vorteilhaft so, daß man das Aluminiumchlorid, am
besten in der wasserfreien sublimierten Form, langsam unter Rühren in einen großen
Überschuß der auf mindestens 70° vorgewärmten Ameisensäure einträgt. Bei niedrigerer
Temperatur bilden sich leicht basische, unlösliche Aluminiumformiate. Unter starker
Wärmeentwicklung fällt das chlorfreie Aluminiumformiat von der angegebenen Zusammensetzung
aus, während der aus dem Aluminiumchlorid entbundene Chlorwasserstoff entweicht
und in Wasser aufgefangen werden kann. Die Flüssigkeit gerät infolge der Wärmeentwicklung
ins Sieden. Die dabei abdestillierende Ameisensäure kann mittels eines Rückflußkühlers
leicht von der ebenfalls abdestillierenden Salzsäure getrennt werden. Die Umsetzung
läßt sich durch Erhitzen unter Rühren vervollständigen.
Das von
der Flüssigkeit getrennte Aluminiumformiat stellt nach dem Trocknen eine farblose,
feinkörnige, nicht hygroskopische, chlorfreie oder chlorarme Masse dar, die sich
besonders leicht in der Wärme in Wasser löst und einen Gesamtameisensäuregehalt
von etwa 85 bis 88% besitzt. Die Mutterlauge, die nur noch unwesentliche Mengen
Aluminiumsalz enthält, kann unmittelbar zu einer neuen Umsetzung verwendet werden.
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Die bei dem Verfahren entstehende Salzsäure kann für beliebige Zwecke
verwendet werden. Vorteilhaft fängt man sie in wasser- und gegebenenfalls ameisensäurehaltigem
Formamid auf, da hierbei durch Verseifung des Formamids Ameisensäure und daneben
Ammoniumchlorid entstehen. Nach Abtrennung des Ammoniumchlorids, z. B. durch Einengen
oder durch Abkühlen der Lösung, kann die Ameisensäure für die Aluminiumformiatherstellung
selbst verwendet werden.
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Besonders zweckmäßig ist es, das Formamid unmittelbar in das Reaktionsgefäß
einzutragen; es tritt dann bereits während der Bildung des Aluminiumformiats durch
die frei werdende Salzsäure eine Verseifung des Formamids ein. Durch diese Arbeitsweise
gelingt es, den bei der herrschenden hohen Temperatur beginnenden Zerfall der Ameisensäure
in Kohlenoxyd und Wasser hintanzuhalten. Das Umsetzungsprodukt besteht in diesem
Fall aus dem gewünschten Aluminiumformiat und einer Lösung von Ammoniumchlorid in
Ameisensäure. Die Lösung läßt sich auf festes Ammoniumchlorid und Ameisensäure,
die in das Verfahren zurückgeführt wird, verarbeiten.
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Da bei der Bildung des Aluminiumformiats ie Mol des gewünschten Salzes
4 Mole Ameisensäure benötigt werden, während man je Mol Aluminiumchlorid nur 3 Mole
Ameisensäure erhält, kann man das benötigte vierte Mol Ameisensäure durch Zugabe
von i Mol Chlorwasserstoff und eines weiteren Mols Formamid während, vor oder nach
der Hauptreaktion herstellen.
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Beispiel i In ein mit Rührer und Rückflußkühler versehenes Gefäß,
in dem sich i2oo Teile 95%ige Ameisensäure befinden, die auf etwa 70° vorgewärmt
ist, werden langsam 135 Teile wasserfreies Aluminiumchlorid unter Rühren eingetragen.
Der entstehende Chlorwasserstoff wird in Formamid, das etwa 20% Wasser enthält,
aufgefangen; die Temperatur steigt hierbei bis etwa i05°. Ist alles Aluminiumchlorid
eingetragen, wird noch etwa i Stunde bei ioo bis i05 ° weitergerührt, dann auf etwa
8o' abgekühlt und das ausgeschiedene Salz abfiltriert und getrocknet. Man erhält
etwa Zoo Teile eines Salzes mit einem Gehalt von etwa 86% Ameisensäure, 24,5% Aluminium
(berechnet als A120..) und 0,8% Chlor. Beispiel e In ein mit Rührer und Rückflußkühler
versehenes Gefäß, in dem sich i2oo Teile 8o%ige Ameisensäure befinden, gibt man
135 Teile Formamid und erhitzt dann das Gemisch auf etwa ' ioo°. Dann werden langsam
135 Teile wasserfreiesAluminiumchlorid eingetragen. Hierbei trübt sich die Flüssigkeit
sofort durch sich ausscheidendes Aluminiumformiat, und die Temperatur steigt bis
etwa i 15 0. Nachdem alles Aluminiumchlorid eingetragen ist, wird noch etwa i Stunde
bei ioo bis i05 ° weitergerührt, auf etwa 8o° abgekühlt und das ausgeschiedene Salz
abfiltriert und mit heißer konzentrierter Ameisensäure gewaschen. Man erhält nach
dem Trocknen etwa Zoo Teile Aluminiumformiat mit einem Gehalt von etwa 87,5 % Ameisensäure,
25,i % Aluminium, berechnet als Al 2039 und 0,3% Chlor. Das Filtrat und die Waschflüssigkeit
werden eingedampft; man gewinnt hierbei etwa i50 Teile Ammoniumchlorid mit einem
Gehalt von etwa 99% N H4 C1 und konzentrierte Ameisensäure, die für eine neue Umsetzung
verwendet wird.