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Verfahren zur Gewinnung metalloxydhaltiger Sole bzw. hochdisperser
Suspensionen Es ist bekannt, daß bei der Einwirkung von Äthylenoxyd auf Metallhalogenide,
z. B.
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5 ebwermetailhalogenide oder Aluminiumchlorid, neben Äthylenhalogenhydrin
eine Fällung von Metallhydroxyden entsteht.
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Es wurde nun gefunden, daß man zu metalloxydhaltigen Solen bzw. hochdispersen
Suspensionen gelangt, wenn man die bei der Umsetzung von Äthylenoxyd mit Salzen
von Schwer- oder Erdmetallen enthaltenen Re-. aktionsgemische mit Lösungsmitteln
für Glykolester und Äthylenoxyd extrahiert.
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Das Verfahren wird in der Weise ausgeführt, daß man z. B. Lösungen
der Metallhalogenide mit Äthylenoxyd, zweckmäßig unter Verwendung eines Überschusses
über die für die Umsetzung theoretisch errechneten. Menge, vermischt und die Reaktionslösung
nach (etwa 90%iger) Umsetzung der Metallhalogenide mit Äther u. dgl. extrahiert.
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Es werden hierbei das gebildete Athylenhalogenhydrin und das nicht
umgesetzte Äthylenoxyd entfernt, während das Metallhydroxyd in Form einer kolloidalen
Lösung zurückbleibt.
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;Däs'orliegende Verfahren kommt in erster Linie für die Herstellung
von kolloidalen Lösungenr die als Ausgangsmaterial für die Gewinnung von Adsorbentien,
beispielsweise solcher für Fermente, oder von katalytisch wirksamen Kontaktsubstanzen
dienen können, in Betracht.
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Beispiel I 5 Volumteile einer I2,5 Oloigen Lösung von kristallisiertem
Aluminiumchlorid (AlCl3 # 6H2O) werden mit 45 Teilen Wasser verdünnt, worauf die
Lösung mit 50 Teilen einer 30%igen wäßrigen Athylenoxydlösung versetzt und während
4 Stunden stehengelassen wird. Man äthert alsdann das überschüssige Athylenoxyd
sowie das gebildete Äthylenchlorhydrin aus; der in dem Sol gelöst bleibende Äther
wird durch Erwärmen entfernt. Man erhält ein klares und haltbares Aluminiumhydroxydsol.
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Tritt bei dem Stehen vor der Extraktion Abscheidung fester Bestandteile
ein, so fügt man dem gut durchgemischten Ansatz so viel Aluminiumchloridlösung oder
ein anderes Peptisationsmittel, wie Essigsäure, zu, bis wieder alles in Lösung gegangen
ist, worauf unverzüglich extrahiert wird, um Wiederabscheidung zu vermeiden.
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In analoger Weise kann auch ein beständiges Ferri- und Aluminiumhydroxyd
enthaltendes Sol erzeugt werden. Zu diesem Zweck wird z. B. eine Mischung von 10
Teilen
25%iger Ferrichlorid- und 5 Teilen 12,5%iger Aluminiumchloridlösung
mit 85 Teilen Wasser verdünnt und das Ganze alsdann mit 100 Teilen 30°lOigen Äthylenoxyds
versetzt.
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Nach 3stündigem Stehenlassen kann dann in der angegel) clleri Weise
weitergearbeitet werden.
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Beispiel 2 125 Volumteile einer 25%igen Lösung von kristallisiertem
Aluminiumchlorid (AlCl3 # 6 H2O) werden mit einer frisch bereiteten Lösung von 60
Volumteilen Äthylenoxyd in 60 VOlumteilen Wasser vermischt.
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-Von Zeit zu Zeit wird zwecks Feststellung der noch nicht umgesetzten
Menge Aluminiumchlorid eine Probe von 3 ccm entnommen und diese nach einmaligem
Ausschütteln mit 30 ccm reinem Äther auf Chlorion nach V o l h a r d titriert. Sobald
der Silbernitratverbrauch der ausgeätherten Lösung etwa 10 ccm n/10 AgNO3-Lösung
beträgt, was nach etwa 3 Stunden der Fall ist, wird die Gesamtlösung erschöpfend
ausgeäthert. Nach dem Austreiben des im Sol gelösten Äthers auf dem Wasserbad hinterbleibt
eine lange Zeit haltbare wäßrige Lösung von Aluminiumhydroxyd, die pro Liter etwa
40 g Al203, teilweise auch als basisches Aluminiumchlorid, und geringe Mengen eines
hochsiedenden Umwandlungsproduktes des Äthylenoxyds gelöst enthält. Die Lösung kann
auf dem Wasserbad mit oder ohne vermindertem Druck zur Trockne eingeengt Werden.
Der glasige Rückstand ist leicht pulverisierbar und kann jederzeit in Wasser wieder
aufgelöst werden. Dabei kann man Sole erhalten, die mehr als 10% Al2O3 enthalten
und mehr oder weniger zähflüssig sind.
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Beispiel 3 In 21 einer Zinntetrachloridlösung, die pro Kubikzentimeter
O, I g Chlor enthält, werden 280 g Äthylenoxyd in Gasform eingeleitet.
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Man läßt während 48 Stunden bei gewöhnlicher Temperatur stehen und
extrahiert sodann erschöpfend mit Tetrachlorkohlenstoff.
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Die zurückbleibende Lösung wird zur Sirupdicke eingedampft. Sie enthält
neben kolloidalem Zinndioxyd auch basisches Zinnchlorid.
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Beispiel e i s p i e 1 4 Zu einer Lösung von 2,5 kg Zirkonchlorid
in 501 Wasser gibt man 101 30%iges wäßriges Äthylenoxyd. Man läßt etwa 6 Stunden
lang bei 250 stehen, wobei man die Abnahme des ionisierten Chlors durch Titration
nach Vo 1 h a r d verfolgt. Sobald der Chlorverbrauch auf etwa 10% des Anfangswertes
gesunken ist, wird die Reaktionslösung ausgeäthert.
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Beispiel 5 In I 800 cctn einer 25 %igen Lösung von kristallisiertem
Chromchlorid werden bei 25° 240 g Äthylenoxyd eingeleitet. Man läßt bei gewöhnlicher
Temperatur 2 Tage lang stehen und extrahiert sodann mit Benzol. Die extrahierte
Lösung wird evtl. auf dem Wasserbad zur Trockne verdampft. Das Trockenpräparat,
das insgesamt etwa 50010 Cr2O2 enthält, kann z. B. in warmem Wasser jederzeit wieder
aufgelöst werden.
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Beispiel 6 In 1 000 ccm einer Aluminiumbromidlösung, die durch Auflösen
von 250 g sublimiertem Aluminiumbromid in 1 000 ccm Wasser erhalten wurde, werden
150 g gasförmiges Äthylenoxyd eingeleitet. Sobald das titrierbare Brom auf etwa
10% der Anfangsmenge zurückgegangen ist, wird ausgeäthert.
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Beispiel 7 10 Volumteile einer Lösung, die 10 g kristallisiertes
Aluminiumsulfat pro Liter enthält, werden mit IO Volumteilen 30 obigem wäßrigem
Äthylenoxyd mehrere Tage, zweckmäßig unter Zusatz von 2 Volumteilen 5 %iger Gummiarabikumlösung,
bei gewöhnlicher Temperatur stehengelassen. Es entsteht ein suspendierte Teilchen
enthaltends Sol, das man, ohne diese abzuscheiden, mit Äther extrahiert.
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Beispiel 8 In 100 ccm einer 15%igen Thoriumchloridlösung werden Iog
Athylenoxyd bei gewöhnlicher Temperatur eingeleitet. Man läßt 48 Stunden lang stehen
und extrahiert die Lösung hierauf mit Ather. Nach dem Eindampfen des Sols erhält
man ein reversibel lösliches Thordioxydpräparat.
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Beispiel g 85 g kristallisiertes Kupferchlorid werden in 340 ccm
Wasser gelöst und bei einer Temperatur von 200 unter Ruhren einer Lösung von 50
ccm Äthylenoxyd in 110 ccm Wasser innerhalb r Stunde zufließen gelassen. Das Reaktionsgemisch
läßt man etwa 48 Stunden bei Raumtemperatur stehen. Man äthert als@ dann das überschüssige
Äthylenoxyd sowie das gebildete Äthylenchlorhydrin aus. Das gewonnene Produkt, zum
Teil aus Sol, zum Teil aus hochdisperser Suspension bestehend, kann im Vakuum bei
einer Temperatur bis zur zur Trockne eingedampft werden. Das erhaltene feste Cuprioxychlorid
läßt sich mit Wasser ohne weiteres anteigen und zeigt eine außerordentlich feine
Verteilung und hohe Schwebefähigkeit.