AT28662B - Verfahren zur Herstellung kolloidaler Elemente. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung kolloidaler Elemente. 



   Während die Bildung von organischen Kolloiden, wie auch die Entstehung von kolloidalen Metallverbindungen, wie z. B. von Oxyden,   Hydroxyden, Suissden   usw. bei ver-   schiedenen chemischen Vorgängen vielfach beobachtet   und besonders seit den klassischen Untersuchungen Grahams aufmerksam studiert wurden, blieb unsere Kenntnis übor den kolloidalen Zustand der freien Elemente verhältnismässig lange Zeit auf wenige Repräsentanten aus der Gruppe der Edelmetalle beschränkt. 



   Erst in den letzten Jahren wurde dieser enge Kreis, namentlich durch die Arbeiten von Bredig, Billitzer, Lottermoser, Paal und anderen bedeutend erweitert, indem es teils auf chemischem Wege, teils mit Hilfe der Methode der elektrischen Zerstäubung gelang, eine ganze Reihe von Metallen in Form ihrer Sole und Gele herzustellen, so dass auch ihrer   fabriksmässigen   Herstellung und Anwendung für praktische Zwecke nichts mehr im Wege steht. 



   Eine Anzahl von technisch wichtigen Metallen und Metalloiden aber, die sich namentlich durch ihren hohen Schmelzpunkt auszeichnen, konnten bisher in der Regel nur in kleineren Quanten unter Anwendung von komplizierten Verfahren, die grosse   exl) erimentelle Geschicls   keit erforderten und in Anlage und   Ausführung erhebliche Unkosten   verursachten, im kolloidalen Zustande hergestellt werden. 



   Es sind dies folgende Elemente : Chrom, Mangan, Molybdän. Uran, Wolfram, Vanadin, Tantal, Niob, Titan, Bor, Silizium, Thorium, Zirkonium, Piatin, Usmium und Iridium, zu 
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Ein exaktes Verfahren zur fabrikmässigen Herstellung obgenannter Elemente in kolloidalem Zustande bildet den Gegenstand vorliegenden Patentes und beruht auf der Beobachtung, dass die oben genannten Elemente, gleichviel ob sie nun in kristallinischem oder in amorphem Zustande zur Anwendung gelangen, leicht in Sole und Gele   übergehen,   wenn man sie in feinstpulveriger Form durch längeren Zeit hindurch unter mässigem Erwarmen und kräftigem Rühren in abwechselnder Aufeinanderfolge mit verdünnten Lösungen verschiedener chemischer Reagenzien behandelt. 



   Bedingung für ein vollständiges Gelingen ist, dass die in den kolloidalen Zustand   überzuführenden Elemente   in der feinsten, beispielsweise durch   mechanische     Bearbeitung,   wie Mahlen, Sieben, Beuteln, Nassmahlen, Schlemmen usw. erzielbaren Verteilung zur Anwendung gelangen, insbesondere dann, wenn es sich   um kristallinische Ausgangsmaterial ien   handelt.

   Auch die bei der   Kathodenzerstäubung   nach Bredig und Haber oder nach Billiger entstehenden, nicht kolloidal gelösten gröberen Teile der Metalle eignen sich sehr gut als Ausgangsmaterial für das vorliegende   Verfahren :  
Die Aufeinanderfolge der einwirkenden verdünnten Lösungen wird zweckmässig so eingerichtet, dass'auf eine Lösung von saurem Charakter immer eine solche von basischem oder neutralem Charakter folgt, wobei man zwischen die einzelnen Behandlu. ngen zweckmässig jedesmal ein Auswaschen mit destilliertem Wasser oder solchen organischen Flüssigkeiten, wie z. B.

   Alkohole, einschiebt, welche ein Lösungsmittel für die angewandten Lösungen bilden. 

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 glyzin usw., ferner anorganische Säuren, wie Cyanwasserstoffsäuren,   Salzsäure-Schwefelsäure,     Phosphorsäure   u. dgl., dann Salze mit saurer Reaktion, wie Chlorammonium, Chlorkalzium,   Chlormagnesinm,   Aluminiumchlorid usw.,   satpetorsauros   Eisenoxyd usw., Sulfate, Bisulfate, 
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   Als Lösungen von alkalischem Charakter dienen   0#5-10%ige Lösungen   von   Ätzalkalien,   Erdalkalien, kohlensauren Alkalien, Bikarbonaten, dann   Cyanalkalion,   Cyanammonium, Ferrocyanalkalien usw., dann Lösungen von Ammoniak und den kräftigen organischen Basen, wie z. B. Methylaminen, Pyridin und ähnlichen Basen usw. Auch können an Stelle der alkalischen Lösungen, aber weniger gut, neutrale Salzlösungen angewandt werden. Als Lösungsmittel für   alle Arten obiger Lösungen können (auch solche organische Lösungsmittel dienen, welche das Imbibitionswasser bei den Solen vertreten können, z. B. Methylalkohol, Äthylalkohol,   Glyzerin usw. 



   Ein Ausführungsbeispiel möge das Verfahren illustrieren. 



   Es werden 10   1. g   Wolfram, wie es nach bekannten Methoden durch vorsichtige Reduktion von reinem Wolframtrioxyd im   WasserstoffstFome   oder mittels Leichtmetallen entsteht, mit Hilfe der besten mechanischen Vorrichtungen in feinstes Pulver verwandelt und unter gutem Rühren mit 75 kg   15% figer   Salzsäure am Wasserbade unter sehr gutem   Rühren @und   unter öfterer Erneuerung der Salzsäure mindestens 5 Stunden lang, am   besten IM-48   Stunden lang, erhitzt und hierauf durch Dekantieren von der Säure getrennt 'und auf gleiche Weise mit destilliertem Wasser gewaschen, bis schon gebildetes Hydrosol anfängt, in kolloidale Lösung zu gehen.

   Man unterbricht das Auswaschen und fügt hierauf 75 kg einer 1%igen Cyankaliumlösung zur Substanz und erwärmt wieder unter, gutem Rühren im Wasserbade zirka 5-24 Stunden, um nach Auswaschen mit destilliertem Wasser wieder mit einer Lösung von saurem Charakter, z. B. 75 kg einer 1%igen Lösung von Eisenvitriol, zirka 24 Stunden lang am Wasserbade zu rühren. Nach dieser Behandlung und nach vollständiger Entfernung des Eisens durch Waschen mit destilliertem Wasser kann   man   dann als Lösung von alkalischem Charakter z.

   B. eine   Sige   alkoholische Lösung von   Monomethylamin   oder   einzige   Lösung von Ätznatron anwenden usw.   @War   das Ausgangsmaterial wie vorgeschrieben fein genug gepulvert, so findet man in der Regel, dass schon nach der zweiten bis vierten Doppelbehandlung, d. h. also nach etwa zweimaliger bis viermaliger Anwendung von sauren Lösungen das Wolfram meist vollständig oder unter
Hinterlassung eines geringen Restes als kolloidale Wolfram mit destilliertem Wasser in
Lösung geht.

   Aus dieser Lösung ist es durch Zusatz von geringen Mengen von Elektrolyten, z.   H.   Kochsalz, leicht und vollständig fällbar und kann dann durch Absitzenlassen, Dekantieren, vorsichtiges Absaugen auf einer Nutsche als schwarzgraue Masse erhalten werden, welche im Vakuum oder im   Wassersto1Ïstrome   getrocknet werden kann und dann an der Luft zu   Wolframtrioxyd verbrennt und dabei genau die für reines Wolfram berechnete Gewichtszunahme aufweist.   



   Wenn man sich über den bei dem vorliegenden Verfahren stattfindenden Vorgang
Hcehonschaft gibt, so stellt sich derselbe als ein   chemisches   Analogen zu der von Brcdig 
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   Leipzig 1901).   



   Derselbe Effekt, der dort durch die Anwendung von elektrischer Energie hervorgerufen wird, kommt bei vorliegendem Verfahren dadurch zustande, dass die Materie, welche schon in höchstmöglicher mechanischer Zerkleinerung vorliegt, durch eine darauffolgende chemische Zerkleinerung noch weiter desintegriert wird. 



   Die Ursache der stattfindenden chemischen Zerkleinerung ist offenbar in den Vorgängen der   abwechselnden   Bildung und dem Zerfalle der Absorptionsverbindungen zu erblicken, welche Vorgänge wieder ihrerseits durch den fortwährenden Wechsel der einwirkenden Lösungen und das damit'abwechselnde Waschen mit destilliertem Wasser oder anderen Imbibitionsflüssigkeiten systematisch hervorgerufen werden.

   Dies kommt einem fortwährenden   Ansätzen   der schon mechanisch auf das   kleinstmögliche   Ausmass reduzierten Teilchen der Materie gleich und bewirkt eine fortschreitende Lockerung des Zusammenhanges der einzelnen   molekülgruppen,   wodurch diese eine sich stetig steigernde Oberflächen-   pntwkktung   eingehen   (llHer,"Theorie   der Kolloide", Leipzig und Wien   1903, pag. 28),   bis sie endlich nur mehr so lose zusammenhängen, dass sie die Eigenschaft homogener Quellbarkeit (Lottermoscr, Anorganische Kolloide", Stuttgart 1901, pag. 74, 6. Zeile von unten ; 
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   Jedenfalls ist der Erfolg des vorliegenden Verfahrens allein der durch die   eingehaltenen   Bedingungen systematisch bewirkten enormen Oberflächenvergrösserung zuzuschreiben, wodurch dann Erscheinungen hervorgerufen werden, deren theoretische Grundlagen bisher gänzlich unbekannt sind, von welchen nur feststeht, dass sie sowohl die Bildung, wie die Existenz der Kolloide selbst, wie auch deren Eigentümlichkeiten und Verhalten bedingen (Müller, 
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Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung kolloidaler Elemente, die vor der Überfübrung in den kolloidalen Zustand beispielsweise durch mechanische Mittel oder durch Kathodenzerstäubung möglichst fein zerkleinert wurden, dadurch gekennzeichnet, dass man die fein verteilten Elemente : Chrom, Mangan, Molybdän, Uran, Wolfram, Vanadin, Tantal, Niob, Titan, Bor, Silizium, Thorium, Zirkonium, Platin, Osmium, Iridium unter mässiger Erwärmung und kräftigem Rühren abwechselnd mit verdlinnten Lösungen von saurem Charakter und mit verdünnten Lösungen von alkalischem oder neutralem Charakter längere Zeit behandelt, zwischen dieser Behandlung jeweils ein vollständiges Auswaschen mit destilliertem Wasser oder einer anderen Imbibitionsflüssigkeit vornimmt, und diese abwechselnde Behandlung so oft wiederholt,

   bis die angewandten Elemente mit destilliertem Wasser oder einer anderen Imbibitionsflüssigkoit vollständig in kolloidalo Lösung übergehen.