DE1211132B

DE1211132B - Praeparat zur Herstellung einer waessrigen, stabilen Hyposulfitloesung

Info

Publication number: DE1211132B
Application number: DEM51888A
Authority: DE
Inventors: Alfred Armond Hinckley; Robert Charles Wade
Original assignee: Metal Hydrides Inc
Current assignee: Metal Hydrides Inc
Priority date: 1961-07-31
Filing date: 1962-02-21
Publication date: 1966-02-24
Also published as: GB942027A; US3167515A; CH435225A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

COIb

Deutsche Kl.: 12 i-17/66

Nummer: 1 211132

Aktenzeichen: M 51888IV a/12 i

Anmeldetag: 21. Februar 1962

Auslegetag: 24. Februar 1966

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung einer wäßrigen, stabilen Hyposulfitlösung aus einer Verbindung mit der Oxydationsstufe von SO₂ und einem Alkaliborhydrid, und sie offenbart ein Präparat zur Herstellung einer solchen Lösung.

Alkalimetallhyposulfite, insbesondre Natriumhyposulfit, werden in großem Ausmaß zur Reduktion von Küpenfarbstoffen und zum Bleichen von Holzstoff verwendet. Diese Verbindungen sind jedoch sehr instabil, und sie werden an der Luft leicht ge- ίο maß der vorliegenden Gleichung oxydiert:

Na₂S₂O₄ + H₂O -* NaHSO₃ + NaHSO₄ (1)

Die Hyposulfite müssen daher sehr sorgfältig verpackt und gelagert werden, damit eine Zersetzung vermieden wird. Sie werden im allgemeinen in Form einer wäßrigen Lösung angewendet. Wenn man sie in Wasser einrührt, so tritt jedoch öfters eine spontane Entzündung ein. Während des Auflösens der Hyposulfite in Wasser zersetzen sich beträchtliche Mengen derselben, wie durch die vorstehende Gleichung (1) erläutert wird. Nach einer Minute Berührungszeit liegen etwa nur 8O°/o Hyposulfit in der wäßrigen Lösung vor. Bei dem für die technische Anwendung erforderlichen Auflösungsvorgang der Hyposulfite in Wasser müssen daher beträchtliche Verluste in Kauf genommen werden. Da die wäßrigen Hyposulfitlösungen bei den üblichen technischen Anwendungen außerdem oxydierenden Bedingungen ausgesetzt sind, ist die Verwendung eines großen Überschusses notwendig. Bei der Reduktion von Küpenfarbstoffen werden üblicherweise Mengen an Hyposulfit entsprechend der 5- bis 40fachen Menge, die theoretisch erforderlich wäre, angewendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,· eine Möglichkeit zu finden, bei der der stets erhebliche Verlust an Hyposulfit in der für die praktische Anwendung des Hyposulfite erforderlichen wäßrigen Lösung dieses Salzes vermieden wird.

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Abkömmlingen der unterschwefligen Säure durch Reduktion von Schwefeldioxyd oder seinen Abkömmlingen mit einem Boranat bekannt. In diesem bekannten Verfahren wird ein molares Verhältnis von Natriumborhydrid zu saurem Natriumsulfit entsprechend der Theorie, nämlich von 1: 8, angewandt. Hierbei werden jedoch im allgemeinen nur Ausbeuten von etwa 75°/o — höchstens etwa 91% — erhalten.

Demgegenüber wird erfindungsgemäß eine feste Mischung vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus einem Alkaliborhydrid und einem Präparat zur Herstellung einer wäßrigen,
stabilen Hyposulfitlösung

Anmelder:

Metal Hydrides Incorporated,

Beverly, Mass. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. K. Boehmert

und Dipl.-Ing. A. Boehmert, Patentanwälte,

Bremen, Feldstr. 24

Als Erfinder benannt:

Alfred Armond Hinckley, Beverly, Mass.;

Robert Charles Wade, Ipswich, Mass. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 31. Juli 1961 (127 899) - -

Alkalimetabisulfit mit wenigstens 1,3 Mol Borhydrid je 4 Mol Metabisulfit besteht.

Beim Auflösen des Präparates in Wasser soll eine Lösung mit einem pH-Wert von nicht unter 10 entstehen, so daß das Präparat vorzugsweise außerdem ein Alkalihydroxyd in einer entsprechenden Menge enthält.

Vorzugsweise wird entweder Natrium- oder Kaliummetabisulfit verwendet. Bevorzugte Borhydride sind Natriumborhydrid und Kaliumborhydrid. Als Alkalimetallhydroxyde werden insbesondere Natrium- und Kaliumhydroxyd eingesetzt. Die vorliegende Erfindung ermöglicht nicht nur die Herstellung von Zusammensetzungen, welche während der Lagerung stabil sind, sondern diese können auch zwecks Herstellung wäßriger Lösungen eines Alkalihyposulfits in Wasser aufgelöst werden, wobei'beträchtlich höhere Ausbeuten an dem Hyposulfit erhalten werden, als es bisher möglich war. Wie aus der nachstehenden Tabelle noch ersichtlich ist, werden erfindungsgemäß Ausbeuten von 98 bis lOO^fl/o erhalten, und das gebildete Hyposulfit wird nicht abgebaut.

An Stelle der Alkalimetallmetabisulfite können auch die entsprechenden Alkalimetallbisulfite verwendet werden. Derartige Mischungen sind aber nicht ganz so stabil, so daß auch die Lagerungszeit

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beschränkt ist. Demgemäß werden im Rahmen der Erfindung feste Mischungen aus AlkaÜmetallmetabisulfiten und Alkalimetallborhydriden vorgezogen.

Das Alkalimetallmetabisulfit oder -bisulfit kann auch bei Zimmertemperatur in einer wäßrigen alkalischen Lösung eines Alkalimetallborhydrids mit einem pH-Wert von nicht unter 10 aufgelöst werden, wobei ebenfalls die angewendete Menge an -Borhydrid nicht weniger als 1,3 Mol für je 4 Mol des Metabisulfits beträgt

Die Erfindung wird durch eine Reihe von Versuchen näher erläutert, deren Ergebnisse in der nachstehenden Tabelle I zusammengestellt sind:

Bei jedem dieser Versuche wurde Natriummetabisulfit mit dem angegebenen Borhydrid in den in der Tabelle aufgezeigten molaren Verhältnissen vermischt. 10 g der betreffenden Mischung wurden in 500 ecm Wasser aufgelöst, zu welchem vorher zwecks Einstellung des pH-Wertes auf 11,3 ecm einer !normalen wäßrigen Lösung von Natriumhydroxyd zugesetzt worden waren. Erforderlichenfalls wurden zwecks Aufrechterhaltung eines pH-Wertes von 11 noch weitere Mengen Natriumhydroxyd während oder nach dem Auflösungsvorgang zugesetzt. Die Ausbeute an Hyposulfit wurde gemäß dem Standardanalyseverfahren bestimmt, welches in dem Buch von Joseph Ro sin, »Reagent Chemicals and Standard«, (3. Auflage), beschrieben ist.

Tabelle I

Molares Verhältnis	Borhydrid	Ausbeute an
von Bisulfit		Hyposulfit
zu Borhydrid	NaBH₄	in%
4:1,25	NaBH₄	93,0
4:1,3	NaBH₄	97,6
4:1,4	NaBH₄	98,0
4:1,75	NaBH₄	100,0
4:2,0	KBH₄	100,0
4:2,0	KBH₄ NaBH₄	100,0
4:1,0 4:1,0	73,8 75,6

Natriumborhydrid in den angegebenen molaren Mengenverhältnissen durchgeführt wurden. Diese Versuche wurden unter den vorstehend geschilderten Bedingungen durchgeführt.

Die in Tabelle II aufgeführten Ergebnisse zeigen, daß die Ausbeute an Hyposulfit beim Auflösen einer Mischung aus Natriumhyposulfit und Natriumborhydrid in Wasser nicht wesentlich größer ist, als wenn man das Hyposulfit allein zur Auflösung bringt. Hieraus ergibt sich der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Arbeitsweise.

Tabelle II

!5 Molares Verhältnis	pH	Ausbeute an
von Hyposulfit		Hyposulfit
zu Borhydrid	10	in°/o
4:1	11	90,5
20 4 . l	12	90,5
4:1	11,5	87,0
4:2	12,6	89,5
5,75:1	90,0

Die nachstehende Tabelle!! erläutert die Ergebnisse einer Reihe von Versuchen, welche unter Verwendung einer Mischung aus Natriumhyposulfit und

Claims

Patentansprüche:

1. Präparat zur Herstellung einer wäßrigen, stabilen Hyposulfitlösung aus einer Verbindung mit der Oxydationsstufe von SO₂ und einem Alkaliborhydrid, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Alkaliborhydrid und einem Alkalimetabisulfit mit wenigstens Iß Mol Borhydrid je 4 Mol Metabisulfit besteht.

2. Präparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem ein Alkalihydroxyd in einer solchen Menge enthält, daß berm Auflösen des Präparates in Wasser eine Lösung mit einem pH-Wert von nicht unter 10 entsteht.

3. Präparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkaliborhydrid Natriumborhydrid oder Kaliumborhydrid ist.

4. Präparat nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalihydroxyd Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1036 226.