DE154542C

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Publication number: DE154542C
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Titansesquichlorid, welches seit vielen Jahren

als starkes Reduktionsmittel bekannt ist, war bisher nur von wissenschaftlichem Interesse, da man kein Verfahren kannte, nach dem man es als Handelsprodukt herstellen konnte.

Ein kristallisiertes Titansesquichlorid

(Ti₂ Cl₆ + 8H₂OJ

ist von E. Glatzel dargestellt worden"(vergl.

ίο Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, Bd. 9, S. 1832). Dieser dampfte die violette. Lösung, welche durch Behandeln von Titan mit Chlorwasserstoffsäure entsteht, bis zur Kristallisation ab, wobei die Lösung immer dunkler, schließlich kirschrot wurde und sehr fein zerteilte Titansäure absetzte, und erhielt schließlich ein Salz von grüner Farbe, welches sich im Wasser nicht wieder klar löste, sondern hierbei immer kleine Mengen von Titansäure in sehr fein zerteiltem Zustande absonderte, so daß die Lösung opalisierend erschien. Nach längerem Stehen entfärbte sie sich und gab dann die Titansäurereaktionen. Das Salz hatte sich also höher oxydiert.

Da das metallische Titan als Handelsprodukt nicht zu erhalten ist, so ist dieses Verfahren zur Herstellung des Titansesquichlorids nicht von praktischer Bedeutung, während das Produkt selbst sich wesentlich von dem durch vorliegendes Verfahren
haltenen unterscheidet.

Ein anderes Verfahren ist durch die Zeitschrift für anorganische Chemie, Bd. 19 (1899), S. 306/307, bekannt geworden. Hier wird eine Lösung von Ti CZ₄ in 30 prozentiger Salzsäure durch Elektrolyse reduziert und das Titansesquichlorid dann in kristallinischer Form dadurch abgeschieden, daß die reduzierte Lösung stark abgekühlt und gleichzeitig" mit einem Strom von trockenem Salzsäuregas behandelt wird. Es ist klar, daß die vorenvähnten Maßnahmen bei ihrer Durchführung im großen derartig mit Kosten verbunden sein würden, daß dieses Verfahren für die fabrikmäßige Herstellung des Titansesquichlorids nicht in Betracht kommen kann, obwohl es sich vielleicht für die Herstellung im Laboratorium und für wissenschaftliche Zwecke eignet. Das Produkt dieses Verfahrens (TiCl₆, 6 H₂ O) stimmt je-,, doch mit dem Produkt des vorliegenden Verfahrens überein. Es ist kürzlich durch Versuche festgestellt worden, daß Titanchlorid aus relativ verdünnten und neutralen Lösungen leicht elektrochemisch zu Titansesquichlorid reduziert werden kann. Es wurde jedoch bisher allgemein angenommen, wie auch Glatzel anführt, daß eine Lösung von Titansesquichlorid nicht verdampft werden könne, ohne daß Zersetzung eintritt, und daß daher die Lösung, welche durch die gewöhnliche Elektrolyse hergestellt wurde, die größte, praktisch erreichbare Konzentration

Claims

darstellte, und daß das vorerwähnte, in der Zeitschrift für anorganische Chemie beschriebene Laboratoriumsverfahren das einzige benutzbare Verfahren zur Darstellung des kristallisierten Titansesquichlorids sei.

Es wurde nun gefunden, daß diese Annahme nicht zutrifft und eine durch elektronische Reduktion von Ti Cl₄ gewonnene • Titansesquichloridlösung sich sehr wohl ohne

ίο Zersetzung eindampfen läßt, wodurch das kristallisierte Sesquichlorid in großem Maßstäbe als Handelsprodukt hergestellt werden kann.

Bei der praktischen Durchführung des vorliegenden Verfahrens \vird eine Lösung von Ti Cl₄, welche zweckmäßig durch Auflösen von Orthotitanhydrat in Salzsäure oder in anderer bekannter Weise hergestellt werden kann, der Elektrolyse unterzogen. Zweckmäßig enthält die Lösung ungefähr 25 Prozent Ti Cl₄. Die Titanchloridlösung wird in die Kathodenabteilung einer elektrolytischen Zelle gebracht, welche durch ein poröses Diaphragma in zwei Abteilungen geteilt ist, von denen in der einen eine geeignete Kathode aus Blei und dergl. und in der anderen eine geeignete Anode aus Kohle öder dergl. vorgesehen ist. Die Anodenab-

, teilung der Zelle wird mit verdünnter Säure, Salzsäure, oder einer Titanchloridlösung gefüllt. Die Anode und Kathode wird dann an eine geeignete Elektrizitätsquelle angeschlossen. Es ist festgestellt worden, daß bei einer Stromstärke von 200 Ampere pro Quadratmeter die Spannung 3 bis 4 A^oIt beträgt. Wird der Strom geschlossen, so wird das Ti CL

schnell
wobei

zu Ti₂ Cl₆ (oder

Ti Cl₃) reduziert, wobei das Bad eine geringe Temperaturerhöhung erfährt. Das am positiven Pol frei werdende Chlor kann aufgefangen und, wie bekannt, weiter benutzt werden.

Die so erzeugte Lösung von Ti Cl_x wird

dann in ein geeignetes Gefäß gebracht, eingedampft und dann abgekühlt, um die Ausscheidung· des kristallisierten Sesquichlorids herbeizuführen.

Die Verdampfung wird am vorteilhaftesten in Vakuumgefäßen bei niedrigem Druck durchgeführt. Salzsäuregas, welches sich etwa während der Verdampfung bildet, kann in üblicher Weise kondensiert werden.

Im Gegensatz zu Glatzel's Lösung des metallischen Titans in Salzsäure, welche, wie angegeben, während der Verdampfung zersetzt \vird, weshalb von Zeit zu Zeit das" niedergeschlagene Ti O₂ entfernt' werden muß, bleibt die nach dem elektrolytischen Verfahren hergestellte Lösung während des Eindampfens klar. Eine etwa bei Beginn der Konzentration eintretende leichte Zersetzung der Lösung ist nicht auf eine Zersetzung des Titansesquichlorids zurückzuführen , sondern auf die Zersetzung kleiner Mengen von Ti Cl₄, welches während der Elektrolyse nicht reduziert worden ist. Wenn die Konzentration so weit fortgesetzt wird, bis eine Lösung entsteht, die bei 65 bis 70 ° C. ein spezifisches Gewicht von ungefähr 1,5 besitzt, so wird bei der nachfolgenden Abkühlung eine große Menge von Kristallen der Titanverbindung erhalten, welche in bekannter Weise aus der Mutterlauge entfernfr werden können. Die Konzentration kann jedoch noch weiter fortgesetzt werden, worauf beim Abkühlen das Endprodukt als fester Kuchen erhalten wird. Diese Form hat sich als sehr geeignet für Handelszwecke erwiesen. Die Verdampfung kann auch nur so weit durchgeführt werden, bis nach dem Abkühlen das Endprodukt in Form einer konzentrierten wäßrigen Lösung erhalten wird.

Ρλ τ ε ν τ - A N s r R υ c η :

Verfahren zur Gewinnung" von Titansesquichlorid in in Wasser leicht löslicher fester Form, darin bestehend, daß eine durch elektrolytische Reduktion von Titanchlorid (Ti ClJ gewonnene Lösung" von Titansesquichlorid eingedampft wird.