DE450338C

DE450338C - Electric element with iron-carbon electrodes

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Publication number: DE450338C
Application number: DEM95786D
Authority: DE
Original assignee: ALEXANDER JEAN BAPTISTE MAYET
Current assignee: ALEXANDER JEAN BAPTISTE MAYET
Priority date: 1926-07-28
Filing date: 1926-08-17
Publication date: 1927-10-07

Description

Die Erfindung betrifft ein mit Eisen-Kohle-Elektroden versehenes elektrisches Element und besteht darin, daß als Elektrolyt eine wäßrige Lösung von Chlorwasserstoffsäure, Eisenperchlorür, Alkalichlorat und Alkalinitrat verwendet wird.The invention relates to an electrical element provided with iron-carbon electrodes and consists in using an aqueous solution of hydrochloric acid, iron perchloride, Alkali chlorate and alkali nitrate is used.

Bei elektrischen Elementen, deren Elektroden ständig in der Flüssigkeit eingetaucht bleiben, ist es sehr wesentlich, die negative to Elektrode gegen den Angriff der chemischen Stoffe zu bewahren, da das Element unnötig auch während des Nichtgebrauchs abnutzt.In the case of electrical elements, their electrodes are constantly immersed in the liquid it is very essential to keep the negative electrode against the attack of the chemical To preserve fabrics as the element wears out unnecessarily even when not in use.

Bei Elementen mit Eisenelektroden werden die Elektroden vor chemischem Angriff durch ständige Erzeugung eines unlöslichen Überzuges von Eisenoxychlorür auf deren Oberfläche geschützt.In the case of elements with iron electrodes, the electrodes are protected from chemical attack constant production of an insoluble coating of iron oxychloride on their surface protected.

Alkalichlorat im Elektrolyten zu benutzen,To use alkali chlorate in the electrolyte,

hat den doppelten Vorteil, diesen Schutzüber-has the double advantage of being able to

ao zug in Gegenwart von Eisenperchlorür sehr rasch zu erzeugen und außerdem eine gute Depolarisation wegen seines hohen Gehalts an Sauerstoff zu geben. Anderseits wird dieses Salz in der elektrochemischen Industrie billig durch Elektrolyse erhalten.ao train in the presence of iron perchloride very quick to generate and also good depolarization because of its high content to give of oxygen. On the other hand, this salt becomes cheap in the electrochemical industry obtained by electrolysis.

Das zugegebene Alkalinitrat hat den Zweck, den Niederschlag der zum Schütze der negativen Elektrode erforderlichen Menge an Oxychlorür zu regeln. Wendet man das Chlorat allein an, dann wird der Niederschlag bzw. die Schutzschicht so dicht, daß sie zuweilen von den Platten abfällt und auf der negativen Elektrode nackte Stellen entstehen.The added alkali nitrate has the purpose of protecting the negative from the precipitate Electrode to regulate the required amount of oxychloride. If you turn the chlorate alone, then the precipitate or the protective layer is so dense that it sometimes from falls off the plates and bare spots appear on the negative electrode.

Durch die Beigabe von Nitrat ist der gebildete Überzug viel leichter und haftet besser; er bildet sich auch leichter. Zu diesem Zweck genügt es, das Nitrat im Verhältnis von etwa 1 : 5 zum verwendeten Chlorat zuzugeben. The addition of nitrate makes the coating that is formed much lighter and adheres better; it also forms more easily. For this purpose it is sufficient to keep the nitrate in proportion add about 1: 5 to the chlorate used.

Außer dieser regelnden Wirkung, die es auf die Reaktion ausübt, wirkt das Nitrat noch als Sauerstofferzeuger; in Gegenwart von Eisen und Chlorwasserstoffsäure bildet es Eisenperchlorür und als Rückstände Alkalichlorür und aufgelöstes Chlorammonium. 4-5In addition to this regulating effect, which it has on the reaction, the nitrate also has an effect as an oxygen generator; in the presence of iron and hydrochloric acid it forms iron perchloride and as residues alkali chloride and dissolved chlorammonium. 4-5

Die gleichzeitige Verwendung von Alkalichlorat und Alkalinitrat hat also bei elektrischen Elementen mit Eisenelektroden den doppelten Zweck:The simultaneous use of alkali chlorate and alkali nitrate has so in electrical Elements with iron electrodes serve the dual purpose:

i. Schutz der negativen Elektrode vor chemischem Angriff durch einen Überzug von Eisenoxychlorür,i. Protection of the negative electrode from chemical attack by a coating of Iron oxychloride,

2. Bildung eines an Sauerstoff sehr reichen Elektrolyts mit Hilfe von in der chemischen Industrie billig herzustellenden Salzen.2. Formation of an electrolyte very rich in oxygen with the help of chemical Industry cheap to produce salts.

Die Reaktion geht folgendermaßen vor sich: i. Das auf das Chlorat und die Chlorwasserstoffsäure wirkende Eisen gibt Perchlorüreisen, Wasser, und entsprechend Alkalichlorür.The reaction proceeds as follows: i. That on the chlorate and the hydrochloric acid Acting iron gives perchloride, water, and correspondingly alkali chlorine.

Beispiel: 4 Fe + KO ClO₅ -f 6 H ClExample: 4 Fe + KO ClO ₅ -f 6 H Cl

= 2 (Fe₂ Cl₃) + 6 HO + KCl.= 2 (Fe ₂ Cl ₃ ) + 6 HO + KCl.

2. Ein anderer auf die Mischung von Perchlorüreisen, Chlorat und Chlorwasserstoffsäure wirkender Teil des Eisens gibt ein unlösliches Oxychlorür, das sich zum Teil auf das Eisen und zum Teil auf den Grund der Lösung schlägt.2. Another on the mixture of perchloride, chlorate and hydrochloric acid The active part of the iron gives an insoluble Oxychlorür, which is partly due to the iron and partly hits the bottom of the solution.

3. Das restliche Eisen schließlich sucht durch Einwirkung auf diese Oxychlorür und die Chlorwasserstoff säure ein Eisenchlorür hervorzubringen, das in den Zustand von Eisenchlorür durch das Chlorat und die Chlorwasserstoffsäure zurückgeführt wird.3. Finally, the rest of the iron seeks out by acting on this oxychloride and the Hydrochloric acid to produce an iron chloride, which in the state of iron chloride is recycled through the chlorate and hydrochloric acid.

Dieser letztere Teil der Reaktion ist für die Wirkung des Elements der wichtigste, weil | das unlösliche Oxychlorür, das sich auf die Eisenelektrode niederschlägt, diese vor dem chemischen Angriff schützt und außerdem die reguläre Depolarisation des Elements bewirkt. Für ein Element von etwa 2,251 Aufnahmefähigkeit an Elektrolyt setzt sich z. B. letzterer folgendermaßen zusammen:This latter part of the reaction is the most important for the effect of the element because | the insoluble oxychloride that is deposited on the iron electrode, this before the chemical attack and also causes the regular depolarization of the element. For an element of about 2.251 electrolyte absorption, e.g. B. the latter together as follows:

Eisenperchlorürlösung von 30 ° Be oder gebräuchliche Flüssigkeit einer vorhandenen Batterie 2 1, Chlorwasserstoffsäure 0,11, chlorsaures Kali oder Natron 40 g.Iron perchloride solution of 30 ° Be or common liquid of an existing one Battery 2 1, hydrochloric acid 0.11, chloric acid Potash or baking soda 40 g.

Nach ziemlich kurzer Zeit (ein oder zwei Tagen) bildet sich ein Niederschlag von Oxychloreisen auf der negativen Elektrode, und das Element arbeitet dann normal. Um den Niederschlag von Oxychloreisen zu fördern, fügt man der Lösung 15 bis 20 g eines alkalischen Nitrats (salpetersaures Kali oder Natron) pro Liter hinzu.After a fairly short time (a day or two), a precipitate of oxychloric iron will form on the negative electrode, and the element then works normally. To encourage the precipitation of oxychloric iron, add 15 to 20 g of an alkaline nitrate (nitric acid potash or soda) to the solution per liter.

Um das Element dauernd betriebsfähig zu halten, ersetzt man je nach Bedarf einen Teil der gebrauchten Flüssigkeit durch eine entsprechende Menge von Säure und Chlorsalz. Zweckmäßig verfährt man so:In order to keep the element permanently operational, a part is replaced as required the used liquid with an appropriate amount of acid and chlorine salt. It is advisable to proceed as follows:

1. man entnimmt mittels einer Pipette 0,75 1 Flüssigkeit;1. With a pipette, 0.75 l of liquid is withdrawn;

2. man fügt 0,5 1 Chlorwasserstoffsäure zu und hebt dann mehrere Male die Elektrode, um zu mischen;2. one adds 0.5 l of hydrochloric acid and then lifts the electrode several times, to mix;

3. man gießt 0,2 1 einer Lösung von 600 g Natronchlorat in einem Liter Wasser zu undrührt wiederum. Der Gang des Elementes ist so für eine der zugeführten Menge entsprechende I Zeit wieder gesichert: man kann die Menge je nach der verlangten Wirkungsdauer ändern, ohne indessen den Säuregehalt zu steigern, um den chemischen Verbrauch nicht zu steigern. So wird die Elementenflüssigkeit nie umgefüllt, sondern einfach durch Zusatz der verbrauchten Substanzen ergänzt.3. 0.2 l of a solution of 600 g of sodium chlorate in one liter of water is poured in and stirred in turn. The rate of the element is so for an I corresponding to the amount supplied Time saved again: you can change the amount depending on the required duration of action, but without increasing the acidity so as not to increase the chemical consumption. In this way, the element liquid is never refilled, but simply by adding the used up Substances supplements.

Das Chlorkali kann durch Chlornatron ersetzt werden. Das erstere wenig lösliche Salz fügt man kristallisiert zu, zweckmäßig 30 g pro 0,11 Chlorwasserstoffsäure.The potassium chloride can be replaced by sodium chloride. The former sparingly soluble salt it is added in crystallized form, expediently 30 g per 0.11 hydrochloric acid.

Es bilden sich Gasblasen an der Flüssigkeitsoberfläche des Elements; dies ist ein Zeichen der chemischen Einwirkung der Chlorwasserstoffsäure auf das Eisen. „ Man fügt dann 5 bis 6 g Nitrat pro Element hinzu. -"Gas bubbles form on the liquid surface of the element; this is a sign the chemical action of hydrochloric acid on iron. “You then add 5 to Add 6 g of nitrate per element. - "

Alle oben angegebenen Mengen beziehen sich auf die als Beispiel genommenen gebrauchliehen Elemente, ändern sich aber entsprechend den Abmessungen der benutzten Elemente.All amounts given above relate to the used amounts taken as an example Elements, but change according to the dimensions of the elements used.

Diese Dosierung der Substanzen kann in annähernder Weise erfolgen, selbst mit einem • bemerkbaren Unterschied, ohne daß sich daraus eine Änderung der Elementenkonstante ergibt. Man muß nur beachten, daß man anfänglich bei Inbenutzungnahme eines neuen Elements zweckmäßig eine geringere Menge Chlorwasserstoffsäure anwendet, denn ein Übermaß von dieser Säure könnte die Bildung des Eisenoxychlorürs hindern. Ist diese Bildung einmal erfolgt, so kann man eher etwas mehr Säure verwenden, um anderseits einen zu starken Niederschlag von Oxychlorür, das den inneren Widerstand des Elements vergrößern würde, zu verhindern.This dosage of the substances can be approximate, even with one • noticeable difference without it being apparent results in a change in the element constant. You just have to keep in mind that you are initially When using a new element, it is advisable to use a smaller amount of hydrochloric acid than an excess this acid could prevent the formation of iron oxychloride. Is this education once done, one can use a little more acid to make one stronger on the other hand Precipitation of oxychloride, which would increase the internal resistance of the element, to prevent.

Dieses Element arbeitet mit einer elektromotorischen Kraft von etwa 1 Volt im offenen Stromkreis. Ist diese elektromotorische Kraft auch etwas zurückgegangen, so ist doch der innere Widerstand gering und konstant.This element works with an electromotive force of about 1 volt in the open Circuit. If this electromotive force has also decreased somewhat, it is internal resistance low and constant.

Infolge seiner Beständigkeit eignet sich dieses Element besonders für die drahtlose TeIephonie, die Galvanoplastik, die Kleinbeleuchtung, überhaupt für alle Zwecke, bei denen es auf eine vollkommen konstante Stromstärke ankommt. Due to its durability, this element is particularly suitable for wireless telephony, electroplating, small lighting, in general for all purposes that involve a completely constant current strength arrives.

Claims

Claim:

Electrical element with iron-carbon electrodes, characterized in that as the electrolyte, an aqueous solution of hydrochloric acid, iron perchloride, alkali chlorate and alkali nitrate which precipitates insoluble iron oxychloride to protect the negative electrode forms.

1 sheet of drawings.