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Verfahren zur Stabilisierung von 3-90 gew.-% igen wässerigen
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung von wässerigen Wasserstoffperoxydlösungen.
Es ist bekannt, dass die wässerigen Lösungen von Wasserstoffperoxyd in hochreinem Zustand bei Raumtemperatur sehr stabil sind. Ihre Stabilität nimmt mit wachsender Konzentration zu ; sie nimmt dagegen schnell ab, wenn man die Temperatur der Lösung erhöht oder diese in einer Weise alkalisiert, dass ihr pH-Wert über 5 steigt. Auch die Gegenwart gewisser Metallionen in wässerigen Wasserstoffperoxydiö- sungen setzt deren Stabilität stark herab. Dasselbe gilt für gewisse organische Substanzen. Ausserdem wird in Berührung mit bestimmten Metallen ebenfalls eine mehr oder minder weitgehende Zersetzung hervorgerufen.
Es ist daher zweckmässig, von Anfang an möglichst reine, von Metallionen freie wässerige Wasserstoffperoxydlösungen zu erzeugen.
Trotz dieser Vorsichtsmassnahme ist es üblich, den handelsüblichen Wasserstoffperoxydlösungen kleine Mengen eines oder mehrerer Zusatzstoffe organischer oder anorganischer Art zuzuführen, welche im Verlaufe der Lagerung, des Transportes oder der Verwendung der Lösungen die Rolle eines Stabilisators spielen.
Von den anorganischen Stabilisatoren ist das Natriumstannat einer der am häufigsten verwendeten Zusätze, u. zw. wegen seiner Wirksamkeit unter den verschiedensten Anwendungsbedingungen. Bei gewissen chemischen Reaktionen wird jedoch durch die Anwesenheit dieses Stabilisators die Beschaffenheit des erhaltenen Produktes verändert. Beispielsweise wirkt sich dieser Zusatz in ungünstiger Weise auf die Färbung von Epoxydationsprodukten aus, die bei der Einwirkung von Wasserstoffperoxyd entstehen.
Es ist daher vorteilhaft, über solche Lösungen von Wasserstoffperoxyd verfügen zu können, welche zur Gänze oder zum Teil mit organischen Stabilisatoren stabilisiert sind. vorausgesetzt, dass diese Stabilisatoren nicht mit dem Wasserstoffperoxyd reagieren.
Die Erfindung betrifft eine neue Klasse von Stabilisatoren für wässerige Wasserstoffperoxydlösungen, welche bei ihrer Verwendung, sei es allein oder in Verbindung mit andern Stabilisatoren, zu überraschenden Resultaten führen.
Gemäss der Erfindung können nun wässerige Wasserstoffperoxydlösungen von beliebiger, handelsüblicher Konzentration, d. h. von 3 bis 90 Gew.- o, dadurch stabilisiert werden, dass man geringe Mengen einerSäurederallgemeinenFormel HOOC-CH,-Y-CH -COOH zusetzt, worin Y Sauerstoff oder Schwefel bedeutet.
Diese Säuren sind nicht nur in Wasser und in hochkonzentrierten Wasserstoffperoxydiösungen löslich, sie sind auch der oxydierenden Wirkung des Wasserstoffperoxyds gegenüber beständig.
Zur Ausführung der Erfindung behandelt man daher handelsübliches Wasserstoffperoxyd mit einer genügenden Menge einer Säure vom vorgenannten Typus, um den gewünschten Stabilitätsgrad zu erreichen.
Die Menge der zuzusetzenden Säure hängt von mehreren Faktoren ab, wie von der Qualität und der Ausgangskonzentration der zu stabilisierenden Wasserstoffperoxydiösungen, von dem gewünschten Stabilitätgrad und von dem Anwendungszweck, für welchen das stabilisierte Produkt bestimmt ist.
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Die Säuren vom vorgenannten Typus sind, für sich allein benutzt, ausgezeichnete Stabilisiermittel.
Man kann sie nichtsdestoweniger auch im Gemisch mit andern wohlbekannten Stabilisatoren für Wasserstoffperoxyd, beispielsweise mit Phosphorsäure oder wasserlöslichen Phosphaten, verwenden. Man kann sie auch in Form ihrer in Wasser löslichen Salze einsetzen.
Zum Zwecke einer raschen Bestimmung der Qualität wässeriger Wasserstoffperoxydlösungen wird in den Handelsrichtlinien empfohlen, die Stabilität der Lösungen bei 1000C zu ermitteln. Die Vorgangsweise, die bei den in der nachfolgenden Tabelle beschriebenen Versuchen angewendet wurde, besteht darin, bei der angegebenen Temperatur von 1000 C und unter festgestellten Druckbedingungen das Volumen des freigesetzten Sauerstoffes zu messen. Aus diesen Angaben wird dann die Menge des nach der folgenden Reaktion zersetzten Wasserstoffperoxyds berechnet :
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Die Resultate werden in g zersetztes Wasserstoffperoxyd (100%) je kg Wasserstoffperoxyd und je h bei 100 C angegeben. Die Konzentrationen der Ausgangslösungen an Wasserstoffperoxyd werden in Gew.-% ausgedrückt.
Für alle Versuche wurden als Gefässe für die Aufnahme der Proben neue Gläser aus hartem, Bz03- haltigem Geräteglas verwendet, die durch Behandlung mit rauchender Salpetersäure pro analysi passiviert, sodann mehrere Male mit doppelt destilliertem Wasser ausgespült und schliesslich in einem Exsikkator getrocknet worden waren.
Tabelle
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<tb>
<tb> . <SEP> Zersetzung <SEP>
<tb> in <SEP> g <SEP> H <SEP> (zers.)/kg <SEP> H2O2 <SEP> (100%). <SEP> h
<tb> Stabilisatoren <SEP> bei <SEP> loooc, <SEP> für <SEP> wässerige <SEP> H@O@-Lüsungen <SEP> der <SEP> Konzentration
<tb> Mengen
<tb> Art <SEP> mg/kg <SEP> HO <SEP> (100%) <SEP> 10 <SEP> Gew.-% <SEP> 35 <SEP> Gew.-% <SEP> 70 <SEP> Gew.-%
<tb> Keine <SEP> 0 <SEP> > <SEP> 200 <SEP> > <SEP> 200 <SEP> 93
<tb> 100 <SEP> 26 <SEP> 12 <SEP> 8
<tb> 330 <SEP> 14 <SEP> 6 <SEP> 6
<tb> Diglykolsäure <SEP> 660 <SEP> 15 <SEP> 7 <SEP> 7
<tb> 1200 <SEP> 16 <SEP> 7 <SEP> 8
<tb> IM <SEP> 37 <SEP>
<tb> Thiodiglykolsäure <SEP> 330 <SEP> 27 <SEP> 40
<tb> 660 <SEP> 71. <SEP> 25
<tb>
An Hand dieser Tabelle lässt sich die Konzentration der Säure auswählen, die für die Stabilisierung einer bestimmten wässerigen Wasserstoffperoxydlösung am besten geeignet ist.