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KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE

Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Eisenniederschlägen sind schon seit geraumer Zeit bekannt. Allen aber hafteten Mangel an,*) von denen ein nicht geringer darin bestand, dafs nur unter grofsem Zeitaufwand die Niederschläge in der gewünschten Form und Beschaffenheit erhalten werden konnten. Vor allen Dingen aber war es unmöglich, Eisenniederschläge von beliebiger Dicke zu erzeugen. Dies geht ganz deutlich aus der Veröffentlichung H ab er 's (Zeitschrift f. Elektrochemie, 4. Jahrgang, 1897/98, S. 410) hervor, seit welcher in der Eisenfrage nichts Neues mehr beigebracht worden ist. In dieser Abhandlung bezeichnet es Haber schon als einen Fortschritt, dafs er an seiner sich drehenden Kathode mit der »verhältnifsmäfsig hohen« Stromdichte von 0,4 Amp. einen Niederschlag 0,15 mm Dicke erzielen konnte. Die in der Praxis bis jetzt angewendete Stromdichte ist jedenfalls noch viel geringer, was daraus geschlossen werden kann, dafs z. B. nach Haber die Druckerei der Oesterreichisch-Ungarischen Bank zur Herstellung einer Eisenplatte von nur 2 mm Dicke ι Y₂ Monate brauchte.

Das Ziel also, Eisenplatlen von beliebiger Dicke. und guter Beschaffenheit mit geringen Kosten und in kurzer Zeit auf galvanischem Wege herstellen zu können, ist bisher noch niemals erreicht worden.

*) Hicks&O'Shea, Zeitschrift f. Elektrochemie, II, 406.

Winteler, Zeitschrift f. Elektrochemie, IV, 338. Hiorns, Zeitschrift f. Elektrochemie, II, 648.
Haber, Zeitschrift f. Elektrochemie, IV, 410.
Krämer, Chemisches Centralblatt, 1861, 273.

Es hat sich nun aber herausgestellt, dafs man doch zu demselben gelangen kann, wenn man auf die gleichzeitige Erfüllung dreier Bedingungen sein Augenmerk richtet:

1. rasche und kräftige Bewegung der Laugen oder der Kathode,

2. Einhaltung erhöhter Temperatur und

3. Anwendung von Eisenchlorür allein.
Diese Combination ist bis jetzt noch nie

versucht worden, weshalb die Resultate auch immer nur negativ ausgefallen sind.

Die Zweckmäfsigkeit der Laugen- oder Kathodenbewegung bei elektrolytischen Metallabscheidungen im Allgemeinen ist schon ,seit längerer Zeit bekannt. Haber hat in seiner schon oben angeführten Arbeit die Anwendung einer sich drehenden Kathode beschrieben, und zwar vor Cowper-Coles (Brit. Pat. 21974/98). Trotzdem ist es ihm nicht gelungen, zu einem praktischen Ergebnifs zu kommen, da er die anderen jetzt als nothwendig erkannten Bedingungen nicht gleichzeitig einhielt.

In dem Buch von Smith-Ebeling »Elektrochemische Analyse«, 1895, ist mehrfach das Arbeiten in heifser Lösung empfohlen, so z. B. die Zersetzung von Ferrammonoxalat bei 70° (nach Classen) und des Cadmiumacetal bei 50 bis 6o°. Wenn also auch die Anwendung einer höheren Temperatur an sich nicht neu ist, so bildet sie doch mit den übrigen Arbeitsbedingungen einen Theil des neuen Erfindungsgedankens, der in der gleichzeitigen Anwendung aller dieser verschiedenen Einzelheiten besteht und nur durch diese Gemeinsamkeit der Wirkungen zu dem jetzt erreichten Ziele führt.

Auch die Anwendung von Eisenchlorür findet sich schon im Jahre 1861 erwähnt als kurze Notiz Kramer's (Chem. Centralblatt, 1861, S. 273), davon aber, dafs aus einer solchen Lösung beliebig dicke Niederschläge abgeschieden werden können, ohne dafs sich dabei der Elektrolyt in seiner Zusammensetzung ändert, und ohne dafs Diaphragmen angewendet werden müssen, welche Spannung und Stromkosten wesentlich erhöhen würden, war nichts bekannt.

Dünne Niederschläge zu erhalten, gelingt mit Leichtigkeit bei allen untersuchten neutralen Eisenlösungen, aber erst im Verlaufe der weiteren Untersuchungen zeigte es sich, dafs man, um dauernd gute Eisenabscheidung zu erhalten, die Lösung frei von Oxydsalzen des Eisens halten mufs, und dafs nur in einer Lösung von Eisenchlorür sich diese Bedingungen auf die Dauer einhalten lassen. Als Grund hierfür ergab sich, dafs nur in Eisenchlorürlösungen alle ausgeschiedenen Anionen zur Auflösung der Anode verwendet werden, während in Ferrosulfatlösungen ein Theil der 5O₄-Ionen den Elektrolyten oxydirt, so dafs hier eine dauernde Eisenabscheidung bei einigermafsen erheblicher Stromdichte nicht ohne Diaphragma möglich ist.

Aber auch die Anwendung von Eisenchlorür als Elektrolyt führt nur dann zum Ziel, wenn gleichzeitig bei erhöhter Temperatur und unter Bewegung der Lauge oder der Kathode gearbeitet wird.

. Der erzielte technische Erfolg ist vollständig neu, denn während alle früheren Bestrebungen auf diesem Gebiete erfolglos blieben, gestattet die neue Arbeitsweise, Platten von unbegrenzter-Dicke bei einer Stromdichte, welche die von Haber angegebene um das Zehnfache übersteigt, und zu billigem Preise herzustellen. Infolge dessen ist die dazu nöthige Zeit um vieles kürzer. So braucht die oben erwähnte Platte von 2 mm Dicke zu ihrer Bildung jetzt nicht mehr 1 ¹J₂ Monate, sondern nur 2 Tage.

Beispiel.

In ein Elektrolysirgefäfs, welches Anoden aus Eisen und eine bewegliche Kathode aus geeignetem Metall, oder auch eine feststehende Kathode und eine entsprechende Rühr- oder Kreislaufvorrichtung für den Elektrolyten enthält, wird eine Lösung von 100 kg Eisenchlorür in 100 kg Wasser eingefüllt. Man erwärmt nun den Elektrolyten auf ungefähr 70°, setzt die mechanischen Vorrichtungen in Bewegung und leitet sodann einen Strom von 3 bis 4 A/qdm Kathodenfläche ein. Sowie der Niederschlag die gewünschte Dicke erreicht hat, wird er mitsammt der Kathode rasch aus dem Bade entfernt und nach dem Ablösen der ersteren gewaschen und getrocknet.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur elektrolytischen Darstellung von reinem Elisen aus Eisenchlorid, dadurch gekennzeichnet, dafs man eine heifse Lösung von Eisenchlorür unter Bewegung des Elektrolyten oder der Kathode der Einwirkung des elektrischen Stromes unterwirft.