DE2228281C3 - Verfahren zur Kristallisation von Wasser in unterkühlten Wolken und Nebeln - Google Patents

Description

Nebeln durch aktive Einwirkung eines kristallisieren-

Kupferacetylacetonat 25 bis 50 den Reagens gelöst, das erfindungsgemäß Metall-Kupferderivat des Acetessie- chelate der 0-Diketone und 0-Ketoester enthält, die säureäthvlesters 75 bis 50 ^{35 su}bh"^mau"^onsialug sind und einzeln oder in Kombination miteinander genommen werden.

Zur Bildung der Chelate ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren zweckmäßig, Metalle der 1. Untergruppe des Periodensystems, wie auch Vanadium,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur aktiven 40 Kobalt und Molybdän anzuwenden, die einzeln oder

Einwirkung auf atmosphärische Prozesse. in Kombination miteinander genommen werden

Das Ziel solch einer Einwirkung kann die Ver- können.

hütung von Hagelbildung, künstliche Herbeiführung Überaus praktisch ist es, wenn man als Metall-

von Niederschlägen und das Zerstreuen von Nebeln chelat des /Ϊ-Diketons das Kupferacetylacetonat ver-

sein. 45 wendet.

Bei der Einführung eines Reagens in eine unter- Vorteilhaft kann man auch als Metallchelat des

kühlte Wolke und bei der Sublimation des Reagens /J-Ketoesters das Kupferderivat des Acetessigsäure-

bildet sich eine riesige Menge zusätzlicher Kerne für äthylesters verwenden.

die Eiskristallisation, wodurch an Stelle großer Hagel- Ebenfalls zweckmäßig ist es, als Kombination von

bildungen eine Vielzahl kleiner Kristalle bzw. Regen- 50 Metallchelaten des /S-Diketons und des /8-Ketoesters

tropfen auf die Erde herabfallen. ein Gemisch folgender Zusammensetzung in Ge-

Gegenwärtig werden ähnliche Arbeiten zur Ver- wichtsprozent zu verwenden:

minderung der Stärke von Orkanen, der Löschung ._ . __

von Waldbränden und der Freihaltung von Flug- Kupferacetylacetonat 25 ms 50

hafen bei niedriger Bewölkung; und Nebel durch' 55 Kupferderivat des Acetessig-

geführt. säureäthylesters 75 bis 50

Bekannt sind Stoffe, die die Kristallisation von

unterkühlten Wolken und Nebeln herbeiführen, dar- Die als Reagenzien vorgeschlagenen Stoffe gehören unter Stoffe anorganischer Herkunft wie Silberjodid, zu den Komplexverbindungen (Chelatverbindungen) Kupferjodid, Kühlreagenzien (feste Kohlensäure) und 60 und stellen Acetylacetonate der Metalle dar, insbeorganische Stoffe, solche wie Phlorogluzin und Meth- sondere das Kupferacetylacetonat, wie auch manche aldehyd. Die Anwendung der erwähnten Stoffe hat ihrer Chelate des Acetessigsäureäthylesters.
die Nachteile, daß das Silberjodld ein relativ schwer Die erwähnten Stoffe besitzen eine Reihe von Vorerhältliches und teures Präparat ist, das Kupferjodid zügen im Vergleich zu den bekannten Reagenzien, toxisch ist und die Anwendung (ester Kohlensäure 65 Nach Untersuchungen führen diese Reagenzien die mit technischen Schwierigkeiten sowohl bei der Auf- Kristallisation von unterkühlten Wassertropfen bei bewahrung als auch bei der Zuführung in die unter- höherer Temperatur herbei und sind in der Sublikühlte Wolke verbunden ist. mation in einem größeren Temperaturenbereich wi-

derstandsfähig, sie ergeben Kristallisationskerne, die die Kammer wurde 0,01 des bei der Sublimation gewitterungsbeständiger sind und sind auch durch eine wonnenen Aerosols eingeführt,
größere Ausbeute an aktiven Kernen pro Gramm des Nach 30 Sekunden wurde der Kristallisations-Reagens gekennzeichnet beginn von unterkühlten Tropfen in der Kammer be-

Ein wesentlicher Vorteil ist auch die Tatsache, daß 5 obachtet. Die ermittelte Temperatur der Kristalli-

die Reagenzien der erwähnten Klasse leicht erhält- sationsschwelle betrug —5° C.
Hch, billig wie auch weniger toxisch sind.

Die Metallacetylacetonate sind bevorzugte Verbin- Beispiel 5

düngen die ziemlich widerstandsfähig sind und leicht Es wurden 2 mg eines Kupferkomplexes mit Acet-

sublimierbar sind. io essigsäureäthylester genommen und bei 500° C subli-

Indem man bei der Gewinnung von Acetylacet- miert.

onaten verschiedenartige Metalle verwenden kann und In die Kammer wurde 0,01 des gewonnenen Aero-

sie als Zusätze, dem Kupferacetylacetonat beigibt, sols eingeführt, wonach man die Kristallisation des

kann man eisbildende Reagenzien gewinnen, die unterkühlten Nebels beobachtete.

Spurenelemente enthalten, welche für die Böden des 15 Die kristallisierende Wirkung des Kupferchelats

jeweiHgen Raums notwendig sind. wurde, beginnend bei t = — 3° C, beobachtet.

Besonders vielversprechend in dieser Hinsicht ist

das Kupferacetylacetonat, das eine Kristallisations- Beispiel 6
schwelle von etwa —1, —2° C hat (während das

beste Reagens, das in Pyromischungen zur Sublima- ao 2 mg eines Kupferacetylacetonatgemisches und des

tion von Silberjodid weitgehend verwendet wird, eine Kupferkomplexes mit Acetoessigsäureäthylester wur-

Temperaturschwelle von —4, — 5° C und das Kup- den im Verhältnis 1:1 genommen,

ferjodid von —7° C aufweist). Zweckmäßig ist auch Das Reagens wurde bei t = 350 bis 400° C subli-

die Verwendung eines Kupferacetylacetonatgemisches miert. In die Kammer wurde 0,01 des gewonnenen

mit einem Kupferkomplex, der aus dem Acetessig- 25 Aerosols eiiigeführt, wonach man die Kristallisation

säureäthylester gewonnen wird. des unterkühlten Nebels, beginnend i = —1,5° C,

Dieses Reagens kann sowohl durch mechanische beobachten konnte.

Vermengung der erwähnten Komplexe als auch durch B e * s ο' e 1 -7

die gemeinsame Fällung von Kupfer durch ein Ge- P

misch von Acetessigsäureäthylester mit Acetylaceton 30 2 mg eines Kupferkomplexes wurden mit Acetyl-

gewonnen werden. acet'anilid genommen. Nach der Sublimation bei

Nachstehend werden Beispiele angeführt, die die t — 450° C wurde 0,01 Aerosol genommen, wonach

Erfindung veranschaulichen. man die Kristallisation des unterkühlten Nebels, be-

_ . · , , ginnend t = —5° C, beobachtete,

oeispieii __

Es wurden 2 mg Kupferacetylacetonat genommen. Beispiel 8

Nach der Sublimation bei 300 bis 450° C wurde in 2 mg eines Kupferacetylacetonatgemisches (25 °/o)

die Nebelkammer (hier und weiterhin wurde eine wurden mit einem Kupferkomplex des Acetessig-

Nebelkammer mit einem Rauminhalt von 2501 ver- säureäthylesters (75°/o) genommen. Nach der Subli-

wendet) V100 des sich bei der Sublimation bildenden 40 mation bei t = 400° C nahm man 0,01 Aerosol.

Aerosols eingeführt. Man beobachtete eine Kristalli- Die Kristallisation begann bei t = — 2° C.
sation der unterkühlten Nebeltropfen, beginnend mit

—2° C und tiefer. Keines der bekannten Reagenzien, Beispiel 9
darunter Silberjodid und Phloroglucin, hat unter solchen Bedingungen eine Kristallisation der Tropfen 45 2 mg eines Kupferacetylacetonatgemisches von ausgelöst. Kupferacetylacetonat und Vanadylacetylacetonat

R ο i« η i ρ l "> wurden im Verhältnis 1:1 genommen. Bei der Sub-

^{Bei p} ' limation bei t = 500° C nahm man 0,01 Aerosol. Die Es wurden 2 mg Vanadylacetylacetonat genommen. Kristallisation des unterkühlten Nebels begann bei Nach der Sublimation bei 300 bis 450° C wurde in 50 ί = -3⁰C.
die Nebelkammer V100 des bei der Sublimation ent- Beispiel 10
standenen Aerosols eingeführt. Es wurde die Kristallisation von unterkühlten Nebeltropfen, beginnend bei 2 mg eines Gemisches von Kupferacetylacetonat — 5° C, beobachtet. wurden mit Kobalt(III)-Acetylacetonat genommen.

55 Nach der Sublimation bei t = 400° C nahm man

Beispiel 3 ₀₀₁ Aerosol. Die Kristallisation des Nebels begann Es wurden 2 mg Molybdänylacetylacetonat genom- bei t = - 3° C.
men. Bei der Sublimation bei 300 bis 450° C wurde Beispiel 11
in die Kammer V100 des bei der Sublimation gewonnenen Aerosols eingeführt. Es wurde die Kristallisation 60 2 mg eines Gemisches von Acetylacetonatmolybdyl unterkühlter Tropfen, beginnend mit -4,5⁰C und und Kupferchlor-3-acetylacetonat wurden in einem tiefer, beobachtet, wobei eine etwas geringere Aus- Verhältnis 1:1 genommen. Nach der Sublimation bei beute an aktiven Kernen als bei dem Kupferacetyl- t = 500° C nahm man 0,01 Aerosol. Die Kristalliacetonat festgestellt wurde. sation begann bei t = - 4° C.

65 Eines bestimmten Effekt erzielt man ebenfalls bei

Beispiel 4 der Verwendung des Aerosolnebels von Silberacetyl-

Es wurden 2 mg Kupferchlor-3-acetylacetonat ge- acetonat als Aktivator der Kristallisation von unter-

nnmmen. Man sublimierte sie bei 450 bis 500° C. In kühlten Tropfen.

Schlechtere Ergebnisse wurden bei der Verwendung von Cerium-, Magnesium-, Kobalt(U)-acetylacetonat und anderer Metalle als Reagenzion erzielt.

Bei der Verwendung von Kupteracetylacetonat als Reagens für aktive Einwirkung auf unterkühlte WoI-ken und Nebel machte die Ausbeute an aktiven Kernen je 1 g 5 -10«-10« Teilchen bei -10⁰C aus, was mit der Ausbeute an aktiven Kernen bei Silberjodid vergleichbar ist.

Kupferbrom-3-acetylacetonat, Kupfermethyl-3-acetonat und Kupferbenzoylacetonat zeigten auch positive Ergebnisse. Die Ausbeute an aktiven Kernen betrug etwa 10-« Teilchen bei —10° C und die Kristallisationsschwelle lag bei —5° C.

Die Testung von Reagenzien auf ihre Widerstands-Fähigkeit gegenüber Einwirkungen ultravioletter Strahlen zeigte, daß die aus diesen Reagenzien gewonnenen Kristallisationskerne widerstandsfähig sind und in dieser Hinsicht große Vorzüge im Vergleich zu Silberjodid besitzen.

Bei der Sublimation in Pyromischungen, die saure bzw. alkalische Reaktionsprodukte ergeben, erwiesen sich die Kristallisationskerne der vorgeschlagenen Reagenzien als genügend widerstandsfähig.

Die Ausbeute an aktiven Kernen betrug pro Gramm des Stoffes 5 bis 7 · 10¹² Teilchen.

Die Reagenzien können folglich zur getrennten Sublimation in Pyromischungen, Nebeltöpfen, in Brennern und bei anderen Verfahren der Aerosolbildung verwendet werden.

Claims (5)

Die genannten organischen Reagenzien finden nur Patentansprüche: beschränkte Verwendung in Anbeteacht ihres kleinen Temperaturbereichs der Sublimation zur Schaffung

1. Verfahren zur Kristallisation von Wasser in aktiver Kerne.

unterkühlten Wolken und Nebeln durch aktive 5 Bekannt ist auch die Verwendung von Kupferver-

Einwirkung auf sie mit Hilfe von kristallisieren- bindungen, insbesondere von CuS, Cu₂O, als Reagens

den Reagenzien, dadurch gekennzeich- (s, DT-PS 1 007 101 wie auch FR-PS N 1 142299).

net, daß das Reagens sublimitionsfähigeMetall- Die Verwendung dieser Verbindungen ist jedoch

chelate der /S-Diketone und y?-Ketoester enthält, mit der Schwierigkeit verbunden, aktive Kerne zu

die einzeln bzw. in Kombination miteinander ge- ίο entwickeln, die sich bei der Temperatursubliination

nommen werden. un kleinen Temperaturenbereich bzw. bei der Di-

2. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch ge- spergierung mit Hilfe einer Explosion, beispielsweise kennzeichnet, daß zur Bildung der Chelate Me- bei der Verwendung von CuS, bilden.

talle der 1. Untergruppe des periodischen Sy- Außerdem ergeben sowohl organische als auch an-

stems, wie auch Vanadium, Kobalt und Molyb- 15 organische Stoffe, die als Reagens verwendet werden,

dän verwendet werden, die einzeln oder in einer Kristallisationskerne, die in geringem Maße gegen

Kombination miteinander genommen werden. atmosphärische Einwirkungen, beispielsweise gegen

3. Reagens zur Durchführung des Verfahrens Sonnenstrahlung, widerstandsfähig sind.

nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der er-

als Metallchelat des /J-Diketons Kupferacetyl- ao wähnten Nachteile.

acetonat verwendet wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

4. Reagens zur Durchführung des Verfahrens Verfahren zur Kristallisation von Wasser in unternach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß kühlten Wolken und Nebeln durch aktive Einwirkung als Metallchelat des /?-Ketoesters ein Kupferderi- mit Hilfe eines kristallisierenden Reagens zu entvat des Acetessigsäureäthylesters verwendet wird. 25 wickeln, das billig ist, nicht toxische Metalle für das

5. Reagens zur Durchführung des Verfahrens Mikrodüngen der Böden enthält und über größere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Widerstandsfähigkeit gegen Temperatur- und atmoals Kombination von Metallachelaten des /J-Dir sphärische Einwirkungen im Vergleich zu den gegenketons und /8-Ketoesters Mischungen mit folgen- wältig gebräuchlichen Reagenzien verfügt.

der Zusammensetzung in Gewichtsprozent ver- 30 Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines Kristallisations-

wendet werden: Verfahrens von Wasser in unterkühlten Wolken und