AT103222B - Verfahren zur Herstellung von anorganischen oder organischen Säuren. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur   Herstellung   von anorganischen oder organischen Säuren. 



   Es ist bekannt, dass   Fluorwasserstoffsäuren,   z. B. die Flusssäure oder Kieselflusssäure, auf verschiedene Salze einwirken, manche Salze auch zersetzen. Über den Verlauf der sich dabei abspielenden Vorgänge finden sich aber keinerlei Angaben vor. 



   Es wurde nun die überraschende Beobachtung gemacht, dass man Salze der Fluorwasserstoffsäuren quantitativ umsetzen kann, so dass sich auf diese Weise überaus einfach und leicht Säuren von ausserordentlicher Reinheit herstellen lassen. 



   Die Erfindung betrifft demnach ein allgemeines Verfahren zur Herstellung von Säuren aus ihren Salzen, wobei gleichzeitig sonst schwer zugängliche Salze des Fluors gewonnen werden. Dabei ist die Herstellung der reinen Säuren in einem Arbeitsgang, selbst in der Kälte möglich. Sie gelingt durch Umsetzung von festen Salzen der zu gewinnenden Säuren, anorganischer oder organischer Art, mit Fluorwasserstoffsäuren. 



   Es handelt sich bei der Erfindung also um die Herbeiführung topochemischer Reaktionen. Aus den   festen Ausgangs salzen   werden unmittelbar   festeFluorverbindungen   gebildet, so dass man die erstrebte Säure z. B. lediglich durch Filtrieren von dem Fluorsalz erhalten kann. 



   Es werden beliebige Salze der zu befreienden   Säuren   mit Fluorwasserstoffsäure oder komplexen   Fluorwasserstoffsäuren umgesetzt.   



   Beispielsweise wird mit   Kieselfluorwasserstoffsäure,   die technisch in grossen Mengen anfällt und leicht gewinnbar ist, gearbeitet. 



   Die Umsetzung verläuft in der Regel in der Kälte, also unter den einfachsten und günstigsten chemischen Bedingungen. Es kann aber   auch'höhere   Temperatur, Druck oder anderseits Vakuum verwendet werden. 



   Erwünscht ist nur, dass das positive Ion des Salzes, das in fester Form angewandt wird, mit der   Flusssäure   oder komplexen Fluorwasserstoffsäure ein unlösliches oder schwer lösliches Salz ergibt. An sich kommen die Salze beliebiger Metalle in Betracht, Natrium, Kalium, Barium aber auch die der Erden und Schwermetalle. 



   Bei der Flusssäure und denjenigen komplexen Fluorwasserstoffsäuren, die wenigstens in ihren Komponenten auch gasförmig möglich sind, ist das Arbeiten mit den Gasen besonders vorteilhaft. Z. B. verwendet man gasförmige Flusssäure und Borfluorid. Man erhält dadurch die gewünschten Säuren, soweit diese beispielsweise wie die Salzsäure glatt flüchtig sind, unmittelbar in wasserfreier Form. 



   Die Salze, z. B. Chlorid, wenn es sich um die Gewinnung von Salzsäure handelt, und das Natriumchlorid für das Natronsalz der   Kieselfluorwasserstoffsäure   oder anderer komplexen Fluorwasserstoffsäuren, werden in die mehr oder weniger konzentrierte Lösung der Fluorwasserstoffsäuren eingetragen. Unter quantitativer Umsetzung entstehen aus den festen Ausgangssalzen, anstatt gallertartiger, leicht filtrierbare Verbindungen der Fluorwasserstoffsäuren, so dass einerseits die neugebildete Säure vollständig abgetrennt, anderseits das Umsetzungssalz bequem durch Auswaschen rein erhalten werden kann. 



     Formelmässig verläuft   der Vorgang beispielsweise für Kochsalz und Kieselfluorwasserstoffsäure folgendermassen : 
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 und in einem Zahlenbeispiel :   735 leg   Steinsalz (mindestens   95% ig)   werden mit   2100 Z Kieselfluorwasser-   stoffsäure von 32 % vermengt und längere Zeit durchgerührt. Als Niederschlag entstehen 1070 kg Kiesel- 
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 prozent Salzsäure, das bedeutet fast quantitative Ausbeute. 



   Als weiteres Ausführungsbeispiel sei die Herstellung von   Schwefelsäure   aus Kalziumsulfat vermittels der Kieselfluorwasserstoffsäure erwähnt :
174 leg Kaliumsulfat werden unter Rühren mit   432 leg 33 %iger Kieselflusssäure zusammengebracht.   



  Die Kieselflusssäure beginnt alsbald nach der Zugabe sich mit dem festen Kaliumsulfat unter Bildung von Kaliumsilikofluorid umzusetzen. Die Umsetzung ist nach mehreren Stunden eine quantitative. 



  Gleichzeitig werden   386 leg   zirka   27 %   iger Schwefelsäure erhalten. 



   Der Verlauf der Reaktion im Sinne der Schwefelsäurebildung überrascht um so mehr, als Kaliumsilikofluorid durch konzentrierte Schwefelsäure in der Hitze zersetzt wird. Bringt man jedoch Kaliumsulfat und   33% ige Kieselflusssäure   in der Kälte unter Rührung zusammen, so verläuft die Reaktion in Richtung der   Schwefelsäurebildung,   u. zw. unter quantitativer Ausbeutung. 



   Genau entsprechend ist der Reaktionsverlauf bei organischen Säuren, z. B. Ameisensäure : 
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 wobei unmittelbar Ameisensäure von 23'7 Volumenprozent erhalten werden kann. 

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   Die Herstellung von Ameisensäure unter Benutzung eines   Vakuums geschieht etwa.   folgendermassen :
136 kg Natriumformiat werden bei einer Temperatur von 30 bis   400 und   einem Druck von nur 100 mm nach und nach zu   33% iger Kieselflusssäure   gegeben. Es wird eine absolut reine Ameisensäure erhalten. Das quantitativ aus der Lösung ausgeschiedene Natriumsilikofluorid fällt in einer Menge von 188 kg an und ist leicht   filtrier-und auswaschbar.   



   Eine andere komplexe Fluorwasserstoffsäure wäre   Borfluorwasserstoff,   der z. B. fertig gebildet oder in seinen Komponenten nach folgender Formel zur Herstellung von Salpetersäure dienen   kann :   
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Das Arbeiten mit den Einzelteilen der Säure ist von besonderer Bedeutung für solche komplexen Säuren, die nicht frei bestehen. In diesen Fällen benutzt man stets die Komponenten, z. B. Flusssäure und Titanfluorid oder Flusssäure und Zirkonfluorid und erhält auf diesen Wegen neben der eigentlich erstrebten Säure gleichzeitig sonst schwer   zugängliche   Fluorsalz, wie etwa die Salze der Zirkonfluor-   wasserstoffsäure.   



   Zur Erläuterung des Arbeitens mit den Komponenten einer Fluorwasserstoffsäure und auch der Druckanwendung diene folgendes Beispiel :
Aus einem System von Einwirkungsapparaten wird ein Gemisch von Borfluorid und wasserfreiem Flusssäuregas über Kochsalz im Gegenstrom bei einem Druck von 2 bis 3 Atmosphären durch eine Kolonne 
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 freies Flusssäuregas anderseits. Die Mischung des Gases befindet sich im molekularen Verhältnis der gasförmigen Komponenten. Beim Überleiten des Gasgemisches über das Kochsalz findet augenblicklich unter Erwärmen Umsetzung statt. Man erhält 110 kg Natriumborfluorid, das ununterbrochen anfällt und leicht von der gleichzeitig bei der Umsetzung entstandenen anhaftenden gasförmigen Salzsäure zu reinigen ist. 



   Die auf der Gegenseite dem System entzogene gasförmige Salzsäure wird in bekannter Weise kondensiert. 



   Die neue grundlegende Methode zur Herstellung von Säuren hat praktisch sehr viele Vorteile. 



  Sie ist grundsätzlich mit denselben Mitteln bei den verschiedensten Säuren   durchzuführen,   benötigt nur eine einfache Apparatur, da es sich um ine einzige doppelte Umsetzung und zumeist Arbeiten in der Kälte genügt. Die Konzentration der zu gewinnenden Säuren lässt sich durch die Stärke der benutzten 
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 gang erhalten werden können. Der Reinheitsgrad der anfallenden Säuren ist in jedem Fall ausserordentlich gross, da die   fluorwasserstoffsauren   Salze eine glatte Abscheidung und Reinigung   ermöglichen,   womit Einfachheit und Wirtschaftlichkeit gegeben sind, da eben beide 1 msetzungsprodukte wertvolle Stoffe darstelle. 



   Man kann sogar Schwefelsäure durch Umsetzung von Natriumbisulfat mit reiner Fluorwasserstoffsäure herstellen. 



   Gleichzeitig führt das neue Verfahren in bequemer Weise zu den Salzen der Fluorwasserstoffsäuren, insbesondere denen der komplexen Fluorwasserstoffsäuren. 



    PATENT-AN SPRÜCHE :  
1. Verfahren zur Herstellung von anorganischen oder organischen Säuren, dadurch gekennzeichnet, dass Salze dieser Säuren in fester Form mit Fluorwasserstoffsäuren umgesetzt werden.

Claims (1)

1. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch l, gekennzeichnet durch die Verwendung von komplexen Fluorwasserstoffsäuren.

   3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Kieselfluorwasserstoffsäure.

   4. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Flusssäuren in flüssigem und gasförmigem Zustand.

   5. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch Arbeiten bei höherer Temperatur sowie unter Druck. EMI2.4