DE67754C - Verfahren zur Darstellung von Aetzalkali und Salzsäure durch Elektrolyse von Alkalichlorid - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Zersetzt man eine Kochsalzlösung durch den elektrischen Strom, so bilden sich:

1. am negativen Pol: Natrium (welches, sich mit den Elementen des Wassers verbindend, Aetznatron liefert) und Wasserstoff;

2. am positiven Pol: Chlor und aufserdem Sauerstoffverbindungen des Chlors.

Bei den bisher angewendeten Verfahren wird das am positiven Pol freiwerdende Chlor abgeleitet und dann erst nutzbar gemacht. Es wurde nun festgestellt^ dafs die Gegenwart dieses Gases und seiner Sauerstoffverbindungen ein Hindernifs für den guten Verlauf der elektrolytischen Wirkung ist.

Dieses Hindernifs wird gemäfs der vorliegenden Erfindung dadurch beseitigt, dafs das Chlor abgefangen und nach Mafsgabe seiner Bildung in Salzsäure umgewandelt wird, vorzugsweise durch Benutzung des am negativen Pol freiwerdenden Wasserstoffes.

Die Vermeidung dieser Bildung von Sauerstoffverbindungen des Chlors und der Gegenwart dieses letzteren im freien Zustande ermöglicht die chemische Verwandtschaft des Wasserstoffes zum Chlor, welche Verwandtschaft, sich sonst nur bei Sonnen- und elektrischem Licht geltend machend, zwischen dem durch Elektrolyse erzeugten Chlor und dem in gleicher Weise gewonnenen Wasserstoff so energisch thätig ist, dafs die Verbindung der auf diese Art erzeugten Elemente bei diffusem (zerstreutem) Licht stattfinden kann.

Wie bereits erwähnt, wird vorzugsweise derjenige Wasserstoff benutzt, welcher am negativen Pol des elektrolytischen Bades frei wird; dieser Wasserstoff, welcher bei den bisher gebräuchlichen Verfahren einen elektrischen Widerstand bildet, befördert hier die Elektrolyse, indem man ihn zur positiven Elektrode sendet, wo er in Berührung mit dem dort freiwerdenden Chlor mit letzterem unter dem Einfiufs des Lichtes Chlorwasserstoff bildet, dessen Lösung sich nicht mit der der Elektrolyse unterworfenen Kochsalzlösung vermischt, sondern auf der Oberfläche des Bades eine durch Abfliefsenlassen oder Decantiren leicht trennbare Schicht bildet.

Die Vorrichtung, welche zur Ausführung dieses Verfahrens dient und in der Form, sowie in den Einzelheiten der Bauart verschieden sein kann, besteht im wesentlichen aus zwei Behältern, welche nur unten mit einander in Verbindung stehen und dort das Kochsalz aufnehmen; sie erhält, wie Fig. 1 und 2 in senkrechten Schnitten zeigen, zweckmäfsig die Gestalt eines rechteckigen Bottiches, der durch eine mittlere, nicht ganz bis zum Boden reichende Scheidewand in zwei Fächer getheilt ist. Eine zweite Ausführungsform, bei welcher die beiden Behälter zwei getrennte Cylinder bilden, die in den Deckel eines sie unten verbindenden rechteckigen Kastens eingesetzt sind,, veranschaulichen die Fig. 3 und 4 im senkrechten Schnitt und Grundrifs.
- Der in Fig. 1 und 2 gezeigte rechteckige Bottich besteht aus Holz, welches innen mit

einem von Säuren und Alkalien nicht angreifbaren Stoff, z. B. Glas, Kitt, Steingut oder dergleichen , . bekleidet ist. A und B sind die beiden Fächer und C ist die trennende Scheidewand, welche nicht ganz bis zum Boden des Bottiches reicht, so dafs die Fächer unten mit einander in Verbindung stehen. Der Raum, welcher sich zwischen der durch die Unterkante der Scheidewand gelegten waagrechten Ebene und dem Boden des Bottiches befindet, ist mit pulverisirtem Kochsalz gefüllt, welches man vor Beginn der Operation von oben durch den Deckel D oder nach Abnehmen des Deckels in den Bottich einbringt. Für den weiteren Verlauf der Operation führen zwei mit Hähnen ausgerüstete Rohre E dem unteren Theil des Bottiches gesättigte Kochsalzlösung zu. Je eines dieser Leitungsrohre E mündet in je eines der Fächer A und B ein, in welchen die Elektrolyse vor sich gehen soll. Das Fach A ist mit negativen Eisenelektroden .F versehen, welche über der Kochsalzschicht gelegen und mit dem .negativen Pol der verwendeten Elektricitätsquelle verbunden sind. Diese Elektroden F stehen senkrecht und sind von rechteckigen, unter sich vereinigten Platten gebildet. Das andere Fach B enthält die positiven Elektroden G G\ welche schräg angeordnet und mit dem positiven Pol verbunden sind. Sie bestehen aus einem beliebigen versilberten Metall, aus Blei oder aus versilbertem Glas; sie können auch aus Kohle hergestellt sein.

Das negative Fach A ist luftdicht verschlossen und hat im Deckel eine Oeffnung H für den Auslafs des gebildeten Wasserstoffes. Der Abzug dieses Gases kann mittelst einer Saug- und Druckpumpe P beschleunigt werden, welche das Gas aus A absaugt und in das positive Fach B drückt. Das.Druckrohr T dieser Pumpe reicht bis nahe zum Boden des Faches und mündet unten in ein perforirtes Querrohr ein, welches unter den positiven Elektroden gelegen ist. Das Gas tritt aus diesem Querrohr in Gestalt von Blasen aus, welche, den schräg ansteigenden Flächen der positivenElektroden G G¹ folgend, sich auf diesem Wege mit dem an diesen Elektroden freigewordenen Chlor zu ■Chlorwasserstoff verbinden, dessen Auflösung in Wasser, die Salzsäure, durch einen seitlichen Rohrstutzen K abffiefst. Am negativen Pol wird das gebildete Natron durch den hochsteigenden Wasserstoff bis zur Oberfläche des Elektrolyten mitgerissen und fliefst von da durch einen seitlichen Rohrstutzen L ab; die Concentration dieser Natronlösung wird später vorgenommen. Der am unteren Ende des Faches A angebrachte Rohrstutzen L¹ dient zur Entleerung dieses Faches.

Der Zuflufs und der Abflufs der Flüssigkeiten werden nach der Stärke der benutzten Elektricitätsquelle geregelt. Will man die erzeugten Producte nur intermittirend abfliefsen lassen und eine concentrirte Natronlösung erhalten, so kann man die Kochsalzlösung von oben in das negative Fach einfliefsen und Aetznatronlösung unten aus diesem Fach ablaufen lassen.

Die mit cylindrischen Behältern ausgestattete Vorrichtung (Fig. 3 und 4) arbeitet in derselben Weise, wie vorbeschrieben. Die negativen Elektroden F bestehen hier aus einer spiralförmig zusammengerollten Platte, und die positive Elektrode G hat die Gestalt eines Trichters erhalten, dessen oberer Rand die Innen wan dung des Cylinders B nicht berührt, um das Entweichen des Wasserstoffgases zu gestatten.

Um die vollständige Verbindung der ganzen Menge des entwickelten Wasserstoffes und des freigewordenen Chlorgases zu sichern, kann man, wie aus Fig. 1 und 3 ersichtlich, an dem oberen Theil des positiven Faches B eine Kammer oder einen leeren Raum M bilden, in welchem die Verbindung aller oder eines Theiles der Gase, welche über die Flüssigkeit gestiegen sind, stattfindet. Die dann noch nicht verbundenen Gase, wenn solche noch übrig bleiben, entweichen durch das Rohr N, welches bis nahe zur Oberfläche der Flüssigkeit reicht, und gelangen in eine andere Kammer O, über deren Boden die aus dem Fach B kommende Salzsäure hinwegfliefst. Im Bedarfsfalle kann man mehrere Hülfskammern O hinter einander anordnen.

Um die Verbindung des Wasserstoffes mit dem Chlor zu befördern, ist es vortheilhaft, auf das Gemenge dieser, beiden Gase, während deren Verbindung vor sich geht, eine starke Lichtquelle einwirken zu lassen. Besteht die Vorrichtung aus Glas, so kann man beispielsweise kräftige Reflectoren R, Fig. 1 und 2, anwenden. Ferner kann man auch an verschiedenen Stellen der Vorrichtung, z. B. bei den positiven Elektroden, in der oberen Kammer M und in den Hülfskammern O, Glühlampen anbringen, wie in Fig. 1 und 3 angedeutet ist.

Es sei noch erwähnt, dafs mehrere der beschriebenen Vorrichtungen mit einander verbunden und deren Elektrolyten hinter einander oder parallel geschaltet werden können, je nachdem die eine oder andere Schaltungsweise sich als die vortheilhaftere erweist.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Verfahren zur Darstellung von Aetzalkali und Salzsäure durch die Elektrolyse von Alkalichlorid, dadurch gekennzeichnet, dafs das am positiven Pol freiwerdende Chlor nach Mafsgabe seiner Bildung durch das am negativen Pol auftretende Wasserstoffgas

   oder durch Wasserstoffgas irgend einer anderen Quelle in Chlorwasserstoffgas umgewandelt wird, welches sich in dem Wasser des Elektrolyten zu Salzsäure löst.'
   Zur Ausführung des unter i. gekennzeichneten Verfahrens die Anwendung einer starken Lichtquelle zwecks Vergrößerung der chemischen Verwandtschaft des Chlor- und Wasserstoffgases.

   Zur Ausführung des unter i. gekennzeichneten Verfahrens Zersetzungszellen (Fig. ι bis 4), bei welchen der am negativen Pol (F) freiwerdende Wasserstoff abgesaugt und nach dem positiven Pol gedrückt wird, um hier an den ' schräg angeordneten Elektroden (G G¹) aufwärts zu steigen und sich mit dem an diesen freiwerdenden Chlor zu verbinden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.