DE213689C

DE213689C -

Info

Publication number: DE213689C
Application number: DE1906213689D
Authority: DE
Priority date: 1905-10-10
Filing date: 1906-08-29
Publication date: 1909-09-11
Also published as: GB190520500A

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Jig 213689 KLASSE 21 e. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. August· 1906 ab.

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemäß dem Unionsvertrage vom

20. März 1883

14. Dezember 1900 auf Grund der Anmeldung in England vom 10. Oktober 1905 anerkannt.

die Priorität

, Die Erfindung betrifft einen elektrolytischen luftdicht geschlossenen Elektrizitätszähler, der auf der Elektrolyse eines Quecksilbersalzes beruht und bei dem die Anode gänzlich oder teilweise aus Quecksilber besteht, im besonderen in der von Wright beanspruchten Ausführungsform. Sie bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung eines für diesen Elektrizitätszähler geeigneten Elektrolyten.

Der Elektrizitätszähler nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyt eine Lösung von Merkurisalzen mit entsprechenden Salzen von elektro-positiveren Metallen, und zwar solchen, die keine praktisch störende elektromotorische Gegenkraft ausüben, angewendet werden, nämlich von Hg J₂, Hg (CNS)₂, Hg Br₂, Hg Cl₂, HgS_ mit den entsprechenden Halogensalzen derjenigen Salze, die elektro-positiver sind als Quecksilber. Die genannten Merkuridoppelsalze sind für einen Elektrizitätszähler deswegen besonders geeignet, weil sie bei der durch die Stromdurchleitung entstehenden Konzentrationsänderung an den Elektroden nur eine unmerkliche elektromotorische Gegenkraft ausüben.

Sie haben ferner den Vorteil, daß sie in neutraler oder_; leicht alkalischer wässeriger Lösung erhalten werden können und gleichzeitig in gewissen Konzentrationen bei Anwesenheit von Quecksilber beständig sind. Reine unverbundene Merkurosalze können nur mit freier Säure in wässeriger Lösung erhalten werden. Freie Säure löst aber Quecksilber auf, worauf Ausscheidung, von basischen Salzen erfolgt. Reine Merkurisalze können in Gegenwart von metallischem Quecksilber bei für praktische Zwecke irgendwie brauchbaren Konzentrationen nicht existieren. Es ist daher nicht möglich, ohne die vorliegende Erfindung, soweit es bis jetzt bekannt ist, einen andauernd beständigen Quecksilberelektrolyten in Gegenwart von metallischem Quecksilber zu erhalten.

Die Verbindung Hg(CN)₂KCN oder ähnliehe Cyanide sind als Elektrolyt für einen Elektrizitätszähler nicht brauchbar, weil diese Salze bei der Stromdurchleitung eine solch hohe elektromotorische Gegenkraft ausüben, daß die Zelle als in Nebenschluß einzuschaltendes Meßgerät unverwendbar ist.

Wenn ein Elekrizitätszähler für die Basis brauchbar sein soll, müssen die Konzentrationsund anderen· Verhältnisse des Elektrolyten in besonderer Weise eingerichtet werden. Es ist

daher bei der Herstellung des Elektrolyten folgendes zu berücksichtigen.

1. Wenn das Quecksilbersalz in einer Konzentration, die eine gewisse Grenze übersteigt, vorhanden ist, wird ein Teil desselben durch metallisches Quecksilber reduziert. Wenn ein Elektrolyt gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, ist es notwendig, diese Konzentrationsgrenze durch eine einfache Untersuchung festzustellen. Es ist hierbei zu berücksichtigen, daß die Lösung des Quecksilbersalzes während der Elektrolyse auf der Oberfläche der Anode konzentrierter wird, so daß bei zu hoher Anfangskonzentration des Elektrolyten dann die Konzentration eintreten kann, bei der Reduktion stattfindet.

2. Wenn das Salz des anderen Metalles in einer Menge, die sich der Grenze seiner Löslichkeit in Wasser nähert, vorhanden jst, scheiden sich während der Elektrolyse ' auf der Kathode Kristalle ab, und zwar infolge der Konzentrationserhöhung des Salzes, und

■ ferner in vielen Fällen infolge der Tatsache, daß die Löslichkeit der Doppelsalzverbindung des Quecksilbersalzes mit dem anderen Metallsalze größer ist als die des ,einfachen unverbundenen Nicht-Quecksilbersalzes.

Da Quecksilber an der Kathode aus der Lösung entfernt wird und das Nicht-Quecksilbersalz durch Austausch hier gebildet wird, so kann Kristallisation stattfinden.

Um diese Feststellungen zur Herstellung eines Elektrolyten für einen Elektrizitätszähler anzuwenden, der den möglichst niedrigsten Widerstand mit der möglichst größten Stromleitungsfähigkeit verbinden soll, damit man imstande ist, einen genügend starken Strom durch eine für praktische Meßzwecke hinreichend kleine Zelle schicken zu können, verfährt man folgendermaßen:

1. Man bestimmt, welche Salzkombination verwendet werden soll, unter Berücksichtigung des Preises, der Farbe u. dgl. und anderer später in der Beschreibung erwähnter Einzelheiten. Man bestimmt die Löslichkeit des reinen Nicht-Quecksilbersalzes in Wasser oder des anderen ionisierenden Lösungsmittels. Man stellt eine Lösung von einer Konzentration

. her, die beträchtlich geringer ist als die gesättigte, die etwa zu ¹J₂ bis ² _;3 gesättigt ist.

2. Man fügt dieser Lösung bei Gegenwart von metallischem Quecksilber das Merkurisalz allmählich zu, schüttelt jedesmal um, bis ein Punkt erreicht ist, wo eine Haut auf dem Quecksilber erscheint (bis durch Reduktion etwas Merkurisalz gebildet wird).

Die so erhaltene Lösung muß dann mit der vorher hergestellten Lösung des Nicht-Quecksilbersalzes etwas und am besten in erheblicher Menge verdünnt werden. Es. ist leicht, für irgendeine besondere Konstruktionsform oder Gestalt der Zelle diese besondere Verdünnung zu finden, die gestattet, den stärksten Strom ohne Beeinträchtigung durchzuleiten.

Will man z. B. in dem Quecksilberzähler von Wright eine Doppelsalzlösung der Jodverbindung benutzen, die sich als sehr zweckmäßig erweist, so verwendet man in 1 1 Lösung 750 g Jodkalium und 225 g Merkurijodid. Bei dem Wrightschen Zähler fällt das niedergeschlagene Quecksilber als feiner Regen von der Kathode in das Ablesungsrohr. Wenn die Materialien nicht außerordentlich rein sind, fließt das Quecksilber nicht zusammen, und die Ablesung wird nicht genau. Die Lösung kann jedoch aus weniger reinen Materialien hergestellt werden und gemäß einem oder sämtlichen der im folgenden aufgeführten Verfahren behandelt werden.

i. Man schüttelt die Lösung mit zerkleinertem Glimmer und filtriert. 2. Man erhitzt sie einige Zeit auf 100° C. 3. Man läßt einen Strom zwischen Platinelektroden hindurchgehen, wodurch Jod freigemacht wird, bis eine dunkle Weinfarbe entsteht. Dann.schüttelt man mit Quecksilber und filtriert. 4. Sollte die Lösung sehr unrein sein, so ist es zweckmäßig, sie in einem dem Elektrizitätszähler ähnlichen Apparat (der Quecksilberanode und Iridium oder eine ähnliche Kathode enthält) längere Zeit zu elektrolysieren. Dabei beobachtet man, daß das bei der Elektrolyse abgeschiedene Quecksilber zunächst nicht zusammenfließt; nach einiger Zeit der Elektrolyse wird das Zusammenfließen immer besser, bis schließlich der Punkt erreicht ist, bei dem die nötige Reinheit vorhanden ist, das Quecksilber fließt dann im Elektrizitätszähler gut zusammen, so daß man genaue Ablesungen erhält. . .

Von diesen Lösungen haben Jodide den Vorteil, daß, wenn der Strom versehentlich in umgekehrter Richtung durch den Elektrizitätszähler mit Kathode aus Iridium o. dgl., die für einen guten Elektrizitätszähler erforderlich ist, geschickt wird, oder zu stark ist und Jod freigemacht wird, sich das Jod, wenn der Strom wieder richtig durchgeht, rasch mit dem Quecksilber verbindet und so kein Schaden entsteht. Sulfocyanide sind außerordentlich löslich.

Die Erfindung ist nicht auf Doppelsalze mit dem gleichen Säureradikale beschränkt; man kann jede geeignete Kombination, z.B. HgCl₂ mit K C NS verwenden. Wenn diese Lösungen mit einer Kathode von Iridium verwendet werden oder wenn Platin oder Iridium überhaupt in der Zelle zugegen sind, ist es nicht erwünscht, daß diese Metalle mit Quecksilber amalgamiert werden sollen, und es ist daher notwendig, daß die Lösungen neutral oder

alkalisch sind, und ferner, daß kein freies Halogen beim Abschließen der Zellen vorhanden ist.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Elektrolytischer Elektrizitätszähler, der auf der Elektrolyse eines Quecksilbersalzes beruht, gekennzeichnet durch die

ίο Anwendung eines Elektrolyten aus Verbindungen von Merkurisalzen mit den entsprechenden Salzen von elektro-positiveren Metallen, die keine praktisch störende elektromotorische Gegenkraft ausüben, nämlieh von Hg /₂, Hg (CNSJ₂, Hg Br₂, Hg Cl₂, Hg S mit den entsprechenden Halogenverbindungen der elektro-positiveren Metalle.

2. Verfahren zur Herstellung des Elektrolyten für den Elektrizitätszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Quecksilbersalz zu kombinierende Salz des elektro-positiveren Metalles in dem Lösungsmittel, insbesondere Wasser,, zu einer Lösung gelöst wird, die vom Sättigungspunkt ziemlich entfernt ist, worauf dieser Lösung bei Gegenwart von metallischem Quecksilber das Merkurisalz unter Umschütteln zugefügt wird, bis eine Haut auf dem Quecksilber erscheint, wonach die erhaltene Lösung mit einem weiterenTeil der Lösung des Nicht-Quecksilbersalzes verdünnt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung entweder mit einem Klärpulver geschüttelt oder einige Zeit zum Sieden erhitzt, oder mit einem elektrischen Strom zwischen Platinelektroden elektrolyse ert wird, bis eine dunkle Weinfarbe durch Jodausscheidung entstanden ist, worauf die Lösung mit Quecksilber geschüttelt und nitriert wird, oder daß sie in einem dem Elektrizitätszähler ähnlichen Apparat (mit Quecksilberanode und Iridium oder ähnlicher Kathode) längere Zeit elektrolysiert oder mehreren oder sämtlichen dieser Behandlungen unterworfen wird, zum Zweck, eine reine Lösung zu erhalten.

4. Bei einem Elektrizitätszähler nach Anspruch 1 die Anwendung einer Lösung eines Jodkaliummerkurijodiddoppelsalzes besonders in einem Konzentrationsverhältnis von ungefähr 750 g Jodkalium und 225 g Merkurijodid in einem Liter Lösung.