DE109971C - - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
Vorliegende Erfindung betrifft eine Neuerung bei elektrolytischen Prozessen, bei denen in
einer neutralen Salzlösung die Anode ohne Sauerstoff- bezw. Gaspolarisation gelöst wird,
das Anodenmetall aber nicht zur Kathode wandert, sondern unterwegs als unlösliches
Salz oder Oxyd gefällt wird, die Kathode daher in ihrer ursprünglichen Beschaffenheit
bestehen bleibt.
Die Neuerung besteht darin, dafs man durch zweckmäfsige Wahl der Kathode, deren Material
in dem erwähnten Specialfalle für den elektrolytischen Prozefs an sich gleichgültig ist,
die Badspannung erheblich herabdrückt.
Man hat .für elektrolytische Prozesse im Allgemeinen bereits substanziell verschiedene Elektroden
benutzt. Man hat z. B. in der Patentschrift 68834 vorgeschlagen, als Anode z. B.
Quecksilber, Silber oder Blei und als Kathode Zink zu verwenden.
Die Wahl des Zinks als Kathodenmetall erklärt sich aber in diesem Falle ganz einfach
daraus, dafs der Elektrolyt Zinkchlorid ist. Bei Verwendung irgend eines anderen Metalles
würde das Kathodenmetall sehr bald nach dem Stromschlufs mit einem Zinküberzug versehen
sein. Somit würde es bei dem fraglichen Verfahren gar keinen Zweck haben, ein anderes
Kathodenmetall als Zink zu verwenden.
In allen derartigen Fällen, wo die Kathode infolge der Elektrolyse mit einem Metallüberzug
versehen wird, und ebenso in den Fällen, wo die Anode nicht gelöst wird, also Sauerstoff-
oder Gaspolarisation auftritt, gegen welche der Einflufs der Spannungsverringerung durch
die Kathodenwahl verschwindet, ist es von vornherein ausgeschlossen, dafs man durch
geeignete Wahl des Kathodenmetalles die Badspannung irgendwie erheblich verringern kann.
Kupferkathoden sind für die Bleiweifsgewinnung von Brown vorgeschlagen worden
(Elektrochemische Zeitschrift Bd. 3, S. 74). Hierbei wurde jedoch der Elektrolyt nicht
constant gehalten. Es wird ferner nicht, wie nach der vorliegenden Erfindung, ein unlösliches
Product, sondern salpetersaures Blei und Natronlauge erzeugt. Für die Wahl des Kupfers als Kathode ist seine Unangreifbarkeit
durch die Natronlauge mafsgebend gewesen.
Das »Constantbleiben« des Elektrolyten ist so zu verstehen, dafs in chemischer Beziehung;
während des Durchganges des Stromes an dem' Elektrolyten nichts geändert wird. Ist der
Elektrolyt z. B. Na2 SO4, so wird er zwar in.
die Jonen 2 Na und ,S O4 gespalten; dieselben
vereinigen sich jedoch wieder sofort zu Na2
und S O4, nachdem das S O4 Jon das Anodenmetall
gelöst und die Na Jonen Na 0 H gebildet und das gelöste Mefallhydroxyd ausgefällt
haben. Der Elektrolyt bleibt also immer Na2SO4^, da die Metallausfäüung bei richtig
geleitetem Prozefs so vor sich geht, dafs zu keiner Zeit im Elektrolyten Metall in Lösung
nachgewiesen werden kann. Dies ist für den Fall der Oxyddarstellung; der Elektrolyt bleibt
hierbei von selbst constant.
Sollen unlösliche Salze dargestellt werden, so ist dem Elektrolyten noch ein Fä'llungssalz
beizugeben, dessen Sä'urerest mit dem Metalloxyd
sich verbindet. In diesem Falle ist für Constanz des Elektrolyten durch neue Zufuhr
eines Theiles zu sorgen, indem das den Säurerest abgebende Salz ständig regenerirt wird.
In beiden Fällen mufs aufserdem das zersetzte Wasser neu zugefügt werden.
Dahingegen kann man bei denjenigen elektrolytischen Prozessen, bei denen das Kathodenmetall
für das beabsichtigte Product gleichgültig ist, die als Elektrolyt dienende Alkalilösung
während der Elektrolyse constant bleibt, die Anode zwar gelöst wird, aber deren Bestandtheile
nicht zur Kathode wandern, sondern unterwegs als Oxyde oder unlösliche Salze ausgefällt werden, die Kathode daher in ihrer
ursprünglichen Beschaffenheit bestehen bleibt, durch geeignete Anwendung einer von der
Anode verschiedenen Kathode infolge der verminderten Badspannung einen erheblichen
technischen Vortheil erzielen, wie dies aus folgenden Versuchsresultaten, deren Zahlen für
die Zwecke der Praxis genügend genau sind, unzweideutig hervorgeht.
Bei einem Elektrodenabstand von 1,5 bis 2 cm ergaben sich bei äufserer Stromzuführung folgende
Spannungen zwischen den angegebenen Elektroden:
| A. Bei Verwendung von i5proc. Na | ,1 |
| triumchloratlösung als Elektrolyt. | |
| r. Anode Kathode | ,2 |
| ,25 | |
| Aluminium zu Kobalt 0,8 | ,35 |
| - Blei | |
| - Nickel | 1,4 |
| - Antimon | [,6 |
| - Gold | |
| - Kupfer | ,9 |
| - Silber | 2,2. |
| - Eisen | |
| - Cadmium | 1,4 |
| - Wismuth | ,6 |
| - Zinn | t ?75 |
| - Zink | ,8 |
| - Aluminium : | ,8 |
| 2. Anode Kathode | ,8 |
| Kupfer zu Eisen | 1,8 |
| - Kobalt | 2,05 |
| - Nickel | |
| - Kupfer | 2,2 |
| - Gold | 2,2 |
| - Silber | 2,2 |
| - Antimon | |
| - Zink : | |
| - Wismuth | |
| - Blei | |
| - Cadmium | |
| - Aluminium | |
| - Zinn | |
3-
| Anode | Kathode | 0,1 |
| Zink | zu Eisen | 0,7 |
| - | - Nickel | 0,8 |
| - | - Gold | 0,8 |
| - | - Antimon | 0,9 |
| - | - Silber | 1,0 |
| - | - Kupfer ' | 1,0 |
| - | - Kobalt | |
| - | - Zink | I,' |
| - | - Cadmium | 1J2 |
| - Blei | 1,2 | |
| - | - Wismuth | 1,3 |
| - | - Zinn | 1,4. |
| - | - Aluminium | |
| Anode | Kathode | 0,2 |
| Cadmium | zu Eisen | 0,2 |
| - | - Kobalt | 0,4 |
| - | - Zinn | 0,5 |
| - | - Nickel | 0,9 |
| - | - Kupfer | 0,9 |
| - | - Zink | 0,9 |
| - | - Antimon | I,o |
| - Blei | 1,2 | |
| _ | - Wismuth | 1,3 |
| - Aluminium | 1,7 | |
| - | - Gold | 1,8 |
| _ | - Silber | 1,8. |
| - | - Cadmium | |
| Anode | Kathode | 0,8 |
| Zinn | zu Eisen | 1,2 |
| _ | - Gold | 1,2 |
| - | - Kobalt | 1,3 |
| - | - Nickel | |
| _ | - Cadmium | |
| - | - Blei | |
| - | - Silber | |
| - | - Kupfer | |
| - | - Wismuth | |
| - | - Zink | |
| - | - Zinn | |
| - | - Antimon | |
| - | - Aluminium | ,3 |
| Anode | Kathode | ,3 |
| Blei | zu Eisen | ,4 |
| _ ■ | - Nickel | [,4 |
| - | - Kobalt | ,4 |
| _ | - Silber | ,5 |
| - | - Gold | ,7 |
| - | - Antimon | ,7 |
| - | - Kupfer | ,8. |
| - | - Zink | |
| - | - Aluminium | 0,6 |
| - | - Blei | r,i |
| _ | - Wismuth | 1,15 |
| - | - Cadmium | 1,2 |
| - | - Zinn | 1,25 |
| 1,3 | ||
| 1,35 | ||
| 1,4 | ||
| 1,45 | ||
| 1,6 | ||
| 1,6 | ||
| 1,6 | ||
| ,65 |
| Anode | • | _ | Kathode | O | !,7 | B. Bei Verwendung von 26 proc. Na | ■ | Kathode | ,° |
| Antimon | _ | zu Wismuth | 1,8 | triumchloridlösung als Elektrolyt. | 14. Anode | zu Kupfer c | j° | ||
| _ | - Cadmium | 2,2 | 12. Anode | Zink | - Eisen c | ,° | |||
| - Antimon | 2,2 | Aluminium | - Nickel c | >° | |||||
| - Eisen | 2,2 | - | - | - Zink c | 1J1 | ||||
| _ | - Zinn | 2,3 | - | - Gold c | I ,1. | ||||
| _ | _ | - Kupfer | 2,4 | _ | |||||
| _ | - Gold | 2,55 | - | - | ),I | ||||
| - | Anode | - Nickel | 2,55 | - | _ | ),2 | 1,1 | ||
| - Zink | 2,6 | - | - | >,5 | 1,3 | ||||
| Eisen | - Silber | 2,6 | - | _ | ),5 | 1,4 | |||
| _ | zeigt starke Sauerstoff |
- Blei | 2,7 | - | _ | >,6 | 1,4 | ||
| _ | entwickelung. | - Kobalt | 2,7· | - | - Antimon 0,7 | 1,4 | |||
| _ | - Aluminium | - | - | - Silber 0,9 | 1,4 | ||||
| Anode | _ | 15. Anode | - Blei | 1,5 | |||||
| _ | Cadmium | - Zinn ι | 1,6 | ||||||
| Anode | Nickel | Kathode | 0,2 | - | - Cadmium | 1,6 | |||
| Wismuth | zeigt starke | zu Eisen | 0,2 | 13. Anode | - | - Aluminium | !,7 | ||
| Sauerstoff | - Kobalt | 0,2 | Kupfer | - | - Kobalt | ',7 | |||
| entwickelung. | - Nickel | 0,3 | - | - | - Wismuth | 1,7 | |||
| _ | - Zinn | 0,6 | - | - | 1,8. | ||||
| _ | Anode | - Kupfer | 0,9 | - | - | Kathode | |||
| Kobalt | - Gold | 0,9 | - | - | zu Eisen | O ι | |||
| _ | - Zink | 0,9 | - | - | - Kobalt | O ι | |||
| _ | - Blei | 0,9 | - | - | - Antimon | 0,15 0,2 |
|||
| - | - Antimon | - | _ | - Nickel | 0,2 | ||||
| - | - Silber | I,Ό | - | - | - Kupfer | 0,2 | |||
| _ | - Cadmium | 1,3 | - | - Silber | 0,2 | ||||
| _ | - Wismuth | 1,4. | - | - Gold | 0,3 | ||||
| _ | - Aluminium | - | - Zink | 0,5 | |||||
| _ | - Cadmium | 0,6 | |||||||
| Kathode | - Blei | 0,7 | |||||||
| _ | - Aluminium | 0,8 | |||||||
| — | - Wismuth | 3,8. | |||||||
| _ | - Zinn | ||||||||
| Kathode | I | ||||||||
| zu Eisen | 1,1 | ||||||||
| Kathode | - Antimon | 1,2 | |||||||
| - Kupfer - Nickel |
1,2 | ||||||||
| — | - Zink | 1,2 | |||||||
| - Kobalt | 1,3 | ||||||||
| - Aluminium | 1,3 | ||||||||
| - Cadmium | 1,4 | ||||||||
| - Gold | 1,45 | ||||||||
| Kathode | Ι,ο | - Wismuth | 1,5 | ||||||
| zu Eisen | IjI5 | - Blei | 1,6 | ||||||
| - Zink | 1,3 | - Silber | 1,6 | ||||||
| - Kobalt | 1,4 | - Zinn ( | 1,7· | ||||||
| - Kupfer | -1,5 | Kathode | |||||||
| - Gold | 1,5 | zu Blei | |||||||
| - Blei | 1,5 | - Eisen | |||||||
| - Antimon | 1,5 | - Gold | |||||||
| - Cadmium | 1,6 | - Kupfer | |||||||
| - Nickel | 1,6 | - Kobalt | |||||||
| - Zinn | 1,6 | - Antimon | |||||||
| - Wismuth | 1,65 | - Nickel | |||||||
| - Silber | 2,0. | - Silber | |||||||
| - Aluminium | - Zink | ||||||||
| - Cadmium | |||||||||
| - Aluminium | |||||||||
| - Wismuth | |||||||||
| - Zinn |
i6. Anode Kathode
Zinn zu Eisen 0,9
- Zink
- Blei
- Kobalt
- Gold
- Kupfer
- Antimon
- Silber
- Nickel
- Aluminium
- Cadmium 1,2
- Wismuth 1,3
- Zinn 1,5.
17. Anode
Blei
zeigt starke Chlorentwickelung.
Anode
Antimon
Antimon
Anode
Wismuth
Wismuth
Anode
Eisen
Eisen
Kathode
Kathode
zu Gold 1,3
- Cadmium 1,4
- Silber 1,5
- Wismuth 1,65
- Antimon 2,2
- Zinn 2,5
- Eisen 2,6
- Kobalt 2,6
- Nickel 2,7
- Kupfer 2,7
- Zink 2,7
- Aluminium 3,1
- Blei 5.
Kathode
zu Blei 0,05
- Eisen 0,1
- Gold 0,2
- Kupfer 0,2
- Nickel 0,3
- Kobalt 0,3
- Zinn 0,4
- Antimon 0,4
- Cadmium 0,4
- Silber 0,5
- Zink 0,5
- Wismuth 1,1
- Aluminium 1,1.
Kathode
zu Nickel 1,0
- Kobalt 1,0
- Silber 1,1
- Eisen 1,1
- Antimon 1,1
- Gold 1,2
- Kupfer 1,2
- Zink 1,3
- Aluminium 1,3
Eisen
Anode
Nickel
Nickel
Anode
Kobalt
Kobalt
| zu Wismuth | 1,4 |
| - Cadmium | 1,4 |
| - Blei | 1,5 |
| - Zinn | 1,6 |
| Kathode | |
| zu Zinn | I,1 |
| - Gold | |
| - Kobalt | 1,2 |
| - Silber | 1,3 |
| - Cadmium | 1,3 |
| - Eisen | ',4 |
| - Blei | 1,4 |
| - Antimon | 1,4 |
| - Nickel | ',5 |
| - Kupfer | 1,6 |
| - Zink | 1,6 |
| - Wismuth | 1,6 |
| - Aluminium | 1,75 |
| Kathode | |
| zu Blei ( | 3,6 |
| - Eisen | [,0 |
| - Nickel | ,1 |
| - Kupfer | |
| - Gold | 52 |
| - Zink | 1,2 |
| - Zinn | ,2 |
| - Kobalt | ,2 |
| - Antimon | ,3 |
| - Silber | ,35 |
| - Wismuth | ,4 |
| - Cadmium | ,4 |
| - Aluminium | ,7· |
Aus vorstehenden Tabellen ergiebt sich das Wesen und die Bedeutung vorliegender Erfindung
ohne Weiteres.
Wie die Kathode in bestimmten Fällen zu wählen ist, erläutern die folgenden Beispiele.
Für die Darstellung einer Zinkverbindung in 15 proc. Natriumchloratlösung giebt die
Tabelle III folgende Werthe:
Anode
Zink
Zink
Kathode
Eisen 0,1 Volt,
Zink 1,1
Aluminium
Man wird also bei Darstellung einer Zinkverbindung nicht Aluminium als Kathode verwenden,
da solches gegenüber dem Zink einen gröfseren Energie-Aufwand erfordern würde, dagegen das Eisen dem Zink vorziehen und
so etwa 91 pCt. an Energie sparen.
Unter gleichen Bedingungen zeigen
| Anode | Kathode | !,7 | Volt, |
| Antimon | Wismuth | 2,2 | _ |
| - | Antimon | 2.2 | _ |
| Eisen |
Man würde also in diesem Falle nicht Eisen als Kathode, sondern Wismuth wählen.
Anode
Aluminium
Aluminium
Kathode
Kobalt 0,8 Volt,
Eisen ι ,4 -
Aluminium 2,2 - .
In diesem Falle zeigt die gleiche Kathode die höchste Spannung, und man würde Eisen statt
Aluminium und Kobalt statt Eisen wählen.
Je nachdem der Elektrolyt ein anderer, wechselt das günstigste Spannungsverhältnifs
der Metalle so, dafs die beste Wahl für jeden Fall bestimmt werden mufs; so giebt z. B.,
wenn man statt wie beim ersten Beispiel 15 proc. Natriumchloratlösung 26 proc. Natriumchloridlösung
als Elektrolyt benutzt:
Anode Kathode
Zink Eisen 0,1 Volt,
Zink 0,2
Aluminium 0,2 - .
Bei Verwendung von Eisen würden also nur 50 pCt. Energie gespart und die Verwendung
von Aluminium böte keinen Vortheil.
Diese Beispiele werden genügen, damit jedem Fachmann der Nutzen der Erfindung klar und
er dieselbe für specielle Fälle praktisch zu verwerthen im Stande ist.
Claims (1)
- Patent-Anspruch :Bei elektrolytischen Prozessen, bei denen das Kathodenmetall für das beabsichtigte Product ohne Bedeutung ist, die als Elektrolyt dienende Alkalilösung während der Elektrolyse constant bleibt, die Anode zwar gelöst wird, aber deren Bestandtheile nicht zur Kathode wandein, sondern unterwegs als Oxyde oder unlösliche Salze ausgefällt werden, die Kathode daher in ihrer ursprünglichen Beschaffenheit bestehen bleibt, die Anwendung von substanziell verschiedenen Elektroden, zu dem Zweck, die für die Elektrolyse erforderliche Spannung durch zweckentsprechende Wahl der verschiedenen Metalle herabzudrücken.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE109971C true DE109971C (de) |
Family
ID=379820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DENDAT109971D Active DE109971C (de) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE109971C (de) |
-
0
- DE DENDAT109971D patent/DE109971C/de active Active
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