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Herstellung von kristallwasserhaltigem oder kristallwasserfreiem,
reinem. Dinatriumpyrophosphat Dinatriumpyrophosphat, auch saures Natriumpyrophosphat
genannt, . wird in der Technik durch Erhitzen von Mononatriumorthophosphat auf bestimmte
Temperaturen in amorpher, calcinierter, wasserfreier Form ohne Kristalleigenschaften
in Form von gesinterten Kuchen gewonnen, die auf entsprechende Siebfeinheit gemahlen
werden. Wöllte man aus diesem wasserfreien Dinatriumpyrophosphat kristallisiertes
Dinatriumpyrophosphat (Na2H.P0, # 6H20) gewinnen, so müßte man das- wasserfreie
Produkt in heißem Wasser bis zur Sättigung lösen und die Lösung allmählich zur Abkühlung
bringen. Auf diese Weise können aber, wie gefunden wurde, keine reinen Pyrophosphate
gewonnen werden, weil die Pyrophosphorsäure ebenso wie ihre sauren Salze beim Erwärmen
mit Wasser in die Orthoform übergehen.
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Um kristallisiertes Dinatriumpyrophosphat zu gewinnen, hat man daher
schon den Weg beschritten, einer gesättigten Lösung von neutralem Pyrophosphat,
also Tetranatriumpyrophosphat, tropfenweise so lange Salpetersäure zuzufügen, bis
eine mit Methylorange versetzte Probe fleischrot gefärbt ist. In ähnlicher Weise
hat man auch bereits mit gesättigten Lösungen von Tetranatriumpyrophosphat und Essigsäure
gearbeitet. Bei diesen Verfahren fällt aber die Hälfte des vorhandenen Natriums
in Form von Natriumnitrat bzw. Natriumacetat an, die ihrerseits nur unter Einhaltung
besonderer Vorsichtsmaßnahmen von der Mitkristallisation bei der Gewinnung des -
Dinatriumpyröphosphates ferngehalten werden können.
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Es hat sich nun gezeigt, daß es möglich ist; aus dem durch Glühen
in amorphem Zustande gewonnenen wasserfreien Dinatriumpyrophosphat das kristallisierte
Salz zu erhalten, wenn man dieses amorphe Salz in eine kaltgesättigte wäßrige Lösung
vonDinatriumpyrophosphat unter Rühren allmählich einträgt und das Rühren so lange
fortsetzt, bis die eingetragenen amorphen Teile Kristallstruktur angenommen haben.
Für dieses Verfahren ist die Aufwendung von Wärme nicht erforderlich, so daß also
die Hydratation des Pyrosalzes zu Orthosalz nicht eintreten kann. Andererseits ist
auch während des Kristallisierprozesses Kühlwasser nicht erforderlich, weil ja keine
Wärme abzuführen ist. Bei dem neuen Verfahren handelt es sich auch nicht um die
Aufhebung einer Übersättigung oder die Aufhebung einer Sättigung bei höherer Temperatur
durch Entzug von Wärme,- sondern direkt um die Umwandlung von eingetragenem. feinstpulverisiertem,
amorphem Dinatriumpyrophosphat in Kristalle. Die neue Arbeitsweise führt zu überraschend
schönen, wohl ausgebildeten, gleichmäßigen, verhältnismäßig groben Kristallen.
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Die Menge des einzutragenden festen amorphen Dinatriumpyrophosphats
kann im
Verhältnis zur gesättigten Lösung in weiten Grenzen 'variiert
werden:. Wird aber der Kristallbrei zu dick, besteht die Gefahr, daß die Kristalle
sich gegenseitig zerreiben, wodurch die Trennung der Mutterlauge durch Nutschen
oder Schleudern erschwert wird.
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Mit der Kristallisation ist eine nicht unerhebliche Reinigung des
Dinatriumpyrophosphates verbunden. So wird beispielsweise der Arsengehalt wesentlich
herabgedrückt, der Gehalt an Blei aber vollständig zum Verschwinden gebracht. Auch
sonstige, im gesinterten Produkt vorhandene Verunreinigungen, wie Schwermetalle,
Chloride und Sulfate, verbleiben in der Muttetlaüge. Sogar der im Ausgangspyrophosphat
in der Regel vorhandene Gehalt an Orthophosphat wird ganz beträchtlich vermindert.
Es ist nämlich bei der Herstellung des sauren Pyrophosphates im Glühprozeß nicht
möglich, alle Orthophosphorsäure des Mononatriumorthophosphates quantitativ in die
Pyroform überzuführen. Es bleiben vielmehr stets geringe Mengen von Orthophosphat
im Pyrophosphat zurück. Dieser Gehalt wird durch das neue Verfahren auf Bruchteile
herabgesetzt.
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Da das kristallisierte Dinatriumpyrophosphat sich in Wasser schneller
löst als das wasserfrei durch Glühen gewonnene, ist es besonders geeignet z. B.
zur Entfernung von Rost- und Tintenflecken aus Wäsche, zum Ansetzen galvanischer
Bäder, überhaupt dort, wo das saure Pyrophosphat in Lösung anzuwenden ist. Für andere
Verwendungszwecke, wie z. B. in der Herstellung von Backpulvern, bedeutet das Verfahren
gleichzeitig eine Reinigung, da an Backpulverbestandteile die höchsten Anforderungen
gestellt werden.
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Das kristallisierte Dinatriumpyrophosphat kann, wenn es für bestimmte
Zwecke in kristallwasserfreier Form Verwendung finden muß, durch vorsichtige Trocknung,
beispielsweise bei Temperaturen bis zu zoo°, vom Kristallwasser leicht befreit werden,
so daß das neue Verfahren auch zur Reinigung von wasserfreiem Dinatriumpyrophosphat
verwendet werden kann. Das Trocknen des kristallisierten Salzes geht außerordentlich
rasch und leicht vor sich, was daraus zu ersehen ist, daß das kristallisierte Salz
schon beim Lagern an der Luft Kristallwasser verliert.
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Die Mutterlauge der Kristallisation kann gegebenenfalls nach Ergänzung
des mit den Kristallen verlorengegangenen Wassers zu neuen Kristallisationen wiederholt
verwendet werden.
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Ausführungsbeispiel: In 165 1 einer bei Raumtemperatur kaltgesättigten
Lösung von Dinatriumpyrophosphat, die r20 g wasserfreies, saures Pyrophosphat im
Liter enthält, werden q0 kg gemahlenes, wasserfreies, saures Natriumpyrophosphat,
erhalten durch Erhitzen von Mononatriumorthophosphat, allmählich eingetragen; es
wird gerührt, und nach r2stündigem Rühren wird das ausgeschiedene Salz durch Zentrifugieren
von der Muttcrlaiige getrennt. Es werden 61,5 kg kristallisiertes Dinatriumpyrophosphat
der Zusammensetzung Nag H2 P2 Ofi # 6 H2 O neben 138 1 Mutterlauge gewonnen.
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Das Ausgangsmaterial enthielt 3 Teile As20ß und 16 Teile Pb pro Million,
0,7d.°1', P205 in Form von Orthophosphat, dagegen das gewonnene kristallisierte
Pyrophosphat, zum Vergleiche umgerechnet auf kristallwasserfreie Substanz, 1,5 Teile
As, 0, und o Teile Pb pro Million sowie 0,2o °/, P20,, in Form von Orthophosphat.