DE1096339B

DE1096339B - Verfahren zur Herstellung von Peroxymonophosphorsaeure

Info

Publication number: DE1096339B
Application number: DED31131A
Authority: DE
Inventors: Dr Franz Beer; Dr Josef Mueller
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1959-07-23
Filing date: 1959-07-23
Publication date: 1961-01-05
Also published as: NL253667A; US3036887A; NL252667A; CH385803A; FR1262497A; BE593014A; GB925290A

Description

DEUTSCHES

Die Herstellung von Peroxymonophosphorsäure nach der Gleichung

P₂O₃ + 2 H₂O₂ + H₂O = 2 H₃PO₅

wird bereits von Schmidlin und Mass in i (Ber., 43, 1910, S. 1162) beschrieben. Die"Ausführung dieser Umsetzung durch Zusammengehen von üblichem Phosphorpentoxyd und Wasserstoffperoxyd ist wegen der großen Wärmeentwicklung nicht gefahrlos.

Ferner wird in der deutschen Auslegeschrift 1 037 434 ein Verfahren beschrieben, das von einer weniger reaktionsfähigen Form des Phosphorpentoxyds ausgeht. Die notwendige thermische Vorbehandlung des Phosphorpentoxyds und die lange Reaktionszeit dieser Form mit Wasserstoffperoxyd machen das Verfahren umständlich und zeitraubend. Überdies werden hierbei keine guten Ausbeuten erzielt.

Es wurde nun gefunden, daß man auf technisch brauchbare Weise Peroxymonophosphorsäure oder solche enthaltende Gemische erhalten kann, wenn man als Verdünnungsmittel für die Umsetzung Phosphorsäure benutzt. Trägt man in ein vorgelegtes Gemisch von Phosphorsäure und Phosphorpentoxyd Wasserstoffperoxyd oder Phosphorpentoxyd und Wasserstoffperoxyd gleichzeitig oder abwechselnd unter Durchmischen ein, so bildet sich Peroxymonophosphorsäure, ohne daß die Temperatur so hoch ansteigt, daß die Umsetzung sich nicht mehr regeln läßt. Man kann als Vorlegegemisch auch das Um-Setzungsprodukt von Phosphorpentoxyd, Wasserstoffperoxyd und Wasser, das im wesentlichen aus Peroxymonophosphorsäure mit geringen Anteilen von Perphosphorsäure und Wasserstoffperoxyd besteht, verwenden. Bei allen diesen Umsetzungen ist es mÖg-Hch, die Umsetzungstemperatur so niedrig zu halten, daß die Bildungswärme leicht abgesetzt werden kann.

Trägt man in das vorgelegte Gemisch Phosphorpentoxyd und W^Tasserstoffperoxyd ein, so muß man dafür Sorge tragen, daß diese beiden Stoffe nicht direkt und unverdünnt miteinander in Berührung kommen. Daher verfährt man zweckmäßigerweise so, daß man die Zugabe abwechselnd vornimmt oder aber die beiden Stoffe an verschiedene Stellen des Reaktionsgefäßes einführt. In jedem Falle muß man durch gutes Durchmischen dafür sorgen, daß die Temperatur nicht zu hoch ansteigt.

Man erhält die besten Ausbeuten, wenn man Phosphorpentoxyd, Wasserstoffperoxyd und Wasser im Molverhältnis von etwa 1:2:1 verwendet. Diese Mengen sind aber nicht kritisch. Ebenfalls mit gutem Erfolg kann man arbeiten, wenn man insbesondere die Wassermenge höher hält, als diesem Verhältnis entspricht. Praktisch kann man so arbeiten, daß man der Verfahren zur Herstellung von Peroxymonophosphorsäure

Anmelder: Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler, Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9

Dr. Franz Beer und Dr. Josef Müller,

Rheinfelden (Bad.), sind als Erfinder genannt worden

Vorlage technisches Phosphorpentoxyd und eine wäßrige, konzentrierte, vorzugsweise 80gewichtsprozentige Lösung von Wasserstoffperoxyd zuführt. Bei Anwendung dieser Stoffe entspricht das Verhältnis von Phosphorpentoxyd, Wasserstoffperoxyd und Wasser etwa dem oben angegebenen Verhältnis.

Um Zersetzungen zu vermeiden, empfiehlt es sich, be'i einer Temperatur von etwa 10 bis 50° C, vorzugsweise bei 30 bis 35° C, zu arbeiten. Bei höheren Temperaturen treten schon erhebliche Verluste an aktivem Sauerstoff auf. Arbeitet man bei darunterliegenden Temperaturen, so findet die Umsetzung für eine technische Fertigung zu langsam statt. Außerdem erschwert in diesem Falle die höhere Viskosität des Gemisches das gute Durchmischen.

Die Dauer der Umsetzung hängt von der Temperatur ab. Zum Beispiel genügt bei einer Umsetzungstemperatur von 30 bis 35° C eine Reaktionsdauer von etwa 2 Stunden, um die Umsetzung praktisch vollständig zu machen.

In vielen Fällen empfiehlt es sich, aus dem Umsetzungsgemisch das nicht umgesetzte freie Wasserstoffperoxyd zu entfernen. Bekannterweise destilliert man hierbei unter vermindertem Druck und bei einer Temperatur, die 50° C nicht übersteigt.

Nach der Umsetzung kann man das Gemisch unter Kühlen, vorzugsweise bei Temperaturen unter 25° C, mit Wasser verdünnen. Sowohl das Umsetzungsgemisch wie die verdünnte wäßrige Lösung sind unerwartet beständig.

Die Peroxymonophosphorsäure oder diese enthaltende Gemische können für sich oder in Form ihrer Salze mit gutem Erfolg zum Bleichen von Fasern, Textilwaren und anderen Stoffen verwendet werden.

009 697/457

Beispiel 1

In 21,6 Gewichtsteile ■85%ige Phosphorsäure werden 24,2 Gewichtsteile Phosphorpentoxyd .,eingetragen. Nach Abführung der Reaktionswärme läßt man 15,3 Gewichtsteile 95,3%iges H₂O₂ unter Rühren und leichtem Kühlen langsam zufließen. Die Gesamtsauerstoffausbeute beträgt bei 15stündigem Stehen bei Zimmertemperatur 90,3%. 32,7% liegen als H₂O₂, 57,6% als Peroxymonophosphorsäure vor.

Beispiel 2

In 10 Gewichtsteile 85%ige Phosphorsäure werden unter Kühlung und Rühren bei einer Reaktionstemperatur von etwa 30° C erst 7 Gewichtsteile Phosphorpeutöxyd eingetragen und dann weiterhin 17,1 Gewichtsteile Phosphorpentoxyd gleichzeitig mit 7,68 Gewichtsteilen 94,6%igem H₂ O₂ in kleinen Portionen hinzugegeben. Nach 2 Stunden enthält das Reaktionsgemisch den Aktivsauerstoff zu 63,5% als Peroxymonophosphorsäure, zu 28,8% als H₂O₂ und zu 2,3% als Peroxydiphosphorsäure.

Beispiel 3

In ein Gemisch von 24,13 Gewichtsteilen Phosphorpentoxyd und 10 Gewichtsteilen 85%iger Phosphorsäure werden 15,3 Gewichtsteile 95,3%iges H₂O₂ bei ■' einer Temperatur von 30° C eingerührt. Man läßt danach das Reaktionsgemisch 5 Stunden stehen. Die Aktivsauerstoffausbeute beträgt 94%. 21,41% liegen als H₂O₂, 1,38% als Peroxydiphosphorsäure und 71,2% als Peroxymonophosphorsäure vor.

Beispiel 4

Zu 50,56 Gewichtsteilen einer Mischung, die 5,13 g Aktivsauerstoff als Peroxymonophosphorsäure, 0,71 g Aktivsauerstoff als H₂O₂ und 0,15 g Aktivsauerstoff ■:*-. als Peroxydiphosphorsäure enthält, werden unter Rühren und Kühlung auf 20° G 71 Gewichtsteile Phosphorpentoxyd und 40,8 Gewichtsteile und 83,4-gewichtsprozentiges H₂O₂ innerhalb von 25 Minuten hinzugegeben. Nach beendeter Eintragung hält man noch 6 Stunden lang die Reaktionstemperatur auf 20° C. Nach dieser Zeit enthält das Reaktionsgemisch 79,1% des eingesetzten Aktivsauerstoffs als Peroxymonophosphorsäure neben 8,6% als H₂O₂ und 4,39% Peroxydiphosphorsäure. Die Gesamtaktivsauerstoffausbeute beträgt somit 92,1%.

Beispiel 5

Zu Sl Gewichtsteilen einer Mischung, die 5,2 g Aktivsauerstoff als Peroxymonophosphorsäure, 0,73 g Aktivsauerstoff als H₂O₂ und 0,11 g Aktivsauerstoff als Peroxydiphosphorsäure enthält, werden unter Rühren und Kühlung auf 30° C 71 Gewichtsteile Phosphorpentoxyd und 40,8 Gewichtsteile 83,4gewichtsprozentiges H₂O₂ innerhalb von 25 Minuten hinzugegeben. Nach beendeter Eintragung hält man noch 2 Stunden lang die Reaktionstemperatur auf 30° C. Nach dieser Zeit enthält das Reaktionsgemisch 78,8% des eingesetzten Aktivsauerstoffs als Peroxymonophosphorsäure neben 8,1% als H₂O₂ und 3,2% als Peroxydiphosphorsäure. Die Gesamtaktivsauerstoffausbeute beträgt somit 90,1%.

Aus den nach den Beispielen 1 bis 5 erhältlichen Reaktionsgemischen kann im Vakuum unterhalb 50° C das H₂O₂ abdestilliiert und der Rückstand zur Aufbewahrung und zum Gebrauch unter Kühlung bei maximal 25° C mit Wasser verdünnt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Peroxymonophosphorsäure oder solche enthaltenden Gemischen durch Umsetzen von Phosphorpentoxyd, Wasserstoffperoxyd und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß man unter Durchmischen Wasserstoffperoxyd oder Phosphorpentoxyd und Wasserstoffperqxyd gleichzeitig oder abwechselnd in ein vorgelegtes Gemisch von Phosphorsäure und Phosphorpentoxyd oder von Phosphorpentoxyd und Wasserstoffperoxyd oder von Peroxymonophosphorsäure mit geringen Anteilen von Peroxydiphosphorsäure und Wasserstoffperoxyd einträgt.

2. Verfahren nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß man an Stelle von Phosphorpentoxyd, Wasserstoffperoxyd und Wasser technisches Phosphorpentoxyd und eine wäßrige konzentrierte, vorzugsweise 80- bis 95gewichtsprozentige Lösung von Wasserstoffperoxyd verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Temperatur von etwa 10 bis 50° C, vorzugsweise bei 30 bis 35° C, arbeitet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 037 434.