DE73221C - Anode zur Elektrolyse von Salzlösungen - Google Patents

Description

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PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Patentirt im Deutschen Reiche vom 29. Juli 1893 ab.

Die im Nachfolgenden beschriebene Erfindung bezweckt die Beseitigung des Uebelstandes, dafs bei der Elektrolyse von Lösungen unter Anwendung von unlöslichen Anoden, wie z. B. von Kohle, nach längerem Betriebe stets eine Gaspolarisation auftritt und dies auch dann, wenn die- Anode von einer das Anion bindenden Lösung umspült wird. Diese Polarisation macht sich zunächst dadurch geltend, dafs allmälig während des Betriebes die Spannung — im Momente der Stromöffhung gemessen — sich erhöht, dagegen bei längerer Stromunterbrechung allmälig abnimmt, um bei erneutem Stromschlusse wiederum anzuwachsen. Die schädlichste Wirkung aber dieser Polarisation ist, dafs selbst die härtesten Retortengraphitanoden nach gar nicht langer Zeit zerstört werden. Zu ihrer Beseitigung oder wenigstens Schwächung wurde. . zunächst eine schnellere Circulation des Elektrolyten um die Anode und eine stärkere Concentration angewendet, indessen ohne wesentlichen Erfolg. Es blieb daher nur der Versuch übrig, die Ursache selbst aufzuheben, d.h. das Entstehen des Polarisationssauerstoffes zu verhindern. Zu dem Ende wurde zunächst die Spannung am Bade während des Betriebes stets unter einer gewissen Grenze erhalten; es erwies sich dann aber eine so geringe Stromdichte als erforderlich, dafs die Bäderanlage zu grofs und kostspielig werden würde. Unter Anderem trat dieser Uebelstand auch bei der Ausführung des im Patent Nr. 47592 beschriebenen Verfahrens auf, bei welchem als Anodenlauge eine mit Erdalkalien versetzte Lösung von Halogenalkalien und -erdalkalien verwendet und die Fabrikation von Chlorsauerstoffsalzen an der Anode bezweckt wird. Es blieb also zur Ausführung dieses Verfahrens nur übrig, neue Anoden an Stelle der Kohlen zu verwenden, und zwar wurde hier mit metallischem Blei der Anfang gemacht. Hierbei bedeckte sich das Blei mit einem schlecht leitenden Ueberzuge von Pb Cl₂, welches den Widerstand des Bades erheblich vermehrte; gleichzeitig wurden eben wegen dieser Bildung des Pb Cl^ nur geringe Mengen Chlorats gebildet. Die Beseitigung dieser Mängel gelang durch Anwendung einer neuen combinirten Anode. Kohlen- und Bleistäbe wurden, abwechselnd auf einander folgend, aufserhalb oder auch innerhalb des Elektrolyten durch eine gemeinsame Leitung mit einander verbunden, derart, dafs Kohle sowohl als Blei an der Elektrolyse theilnahmen und gewissermafsen zwei parallel geschaltete Anoden darstellten. Mit dieser Anode wurde nun bei Ausführung des im Patent Nr. 47592 beschriebenen Verfahrens Folgendes constatirt:

Die Spannung offen stieg von ihrem Anfangswerthe von 0,8 Volt ca. allmälig bis zu ihrem Maximalwerthe von ca. 1,8 Volt. Auf dieser Höhe erhielt sie sich, nahm auch nach längerer Oeffnung des Stromkreises nur unwesentlich ab, d. h. eine wesentliche Gaspolarisation war nicht vorhanden. Bezüglich der Ausbeute an Chlorat war zu constatiren, dafs diese anfangs nur etwa Y₃ der theoret. pr. Ampere-Stunde, d. h. nur ca. 0,25 g K Cl O₃ betrug, aber zunahm und nach ca. 36 Stunden mit ca. 95⁰ der theoretischen Ausbeute einen stationären Zustand erreichte. Das Blei bedeckte sich mit einem weifsen Belag von Bleichlorid, der

aber im Fortgange der ^l Elektrolyse allmälig in einen nicht sehr festen braunen Ueberzug von Bleisuperoxyd übergeht, während die Kohle sich mit einem dichten, fest anhaftenden Ueberzug von Bleis,uperoxyd bedeckt, derart, däfs Kohle und Blei allmälig dieselbe Oberfläche, haben. Nach Feststellung dieser Thatsachen·: ergab der im Grofsen Monate lang in ununter- i brochenem Betriebe durchgeführte Versuch, dafs dauernd die Spannung offen auf der Höhe von ca. i,8Volt mit geringen Abweichungen sich erhielt, dafs die Kohlen intact blieben, das Blei dagegen an Substanz verlor und schliefslich zerfressen wurde. In den vom Blei abgefallenen Stücken konnte im Wesentlichen nur metallisches Blei nachgewiesen werden, während ein nicht unbeträchtlicher Theil des Bleies allmälig in Form von Oxyden in den Kalkschlamm unter Rothfärbung desselben übergegangen war. Nach dem Obigen durchläuft die Blei-Kohlen-Anode während der Elektrolyse gewisse Veränderungen, die in einen stationären Zustand endigen. Es bildet sich dm Anfange an dem Blei Pb Q₂, die Spannung am Bade sowie die Ausbeute an K Cl O₃ ist gering, gerade wie es bei einer Anode von Blei allein beobachtet wurde. Allmälig aber geht das Pb Cl₂ am Blei durch eine weitere Oxydation in PbO₂ über, und ebenso bedeckt sich die Kohle mit einem fest anhaftenden Belage von Pb O₂. In dem Mafse, wie diese Bildung des Pb O₂ fortschreitet, erhöht, sich die Spannung und Ausbeute an K Cl O₃, bis der stationäre Zustand erreicht ist. Jetzt bleibt die Spannung constant, die Ausbeute an K Cl O₃ ist nahezu die theoretische. Bleioxyde aus der Bleianode gehen in den Schlamm über, d. h. die Bildung von Pb Cl₂ hat im wesentlichen aufgehört, eine Gaspolarisation ist aber nicht vorhanden, sondern wird auf Kosten des ganz allmälig zerstörten Bleies aufgehoben.

Bei der im Obigen beschriebenen Einrichtung der Blei-Kohlen-Anode ist offenbar die Form, in welcher das Blei und die Kohle angewendet werden — ob Platten, Stäbe, Ringe etc. ·—, unwesentlich, ebenso wie die Art der Verbindung derselben unter einander. Wesentlich ist nur, dafs Kohle und Blei, unter einander durch Contacte verbunden, nahe an einander angebracht werden; die von dem Blei allzu entfernten Theile der Kohlen werden nämlich angegriffen und erhalten auch nicht den festen Pb O₂-Ueberzug.

Es liegt ferner auf der Hand, dafs die Blei-Kohlen-Anode auch zur Ausführung anderer als des angeführten Processes benutzt werden kann, ebenso wie man auch die Kohle durch Platin ersetzen kann.

Trotzdem es aus dem Bisherigen schon hervorgeht, so mag doch noch ausdrücklich bemerkt werden, dafs ein Schutz der Kohle, wenn auch in unvollkommener Weise, auch dann erfolgt, wenn in unmittelbarer Nähe Bleistücke angebracht werden, derart, dafs zwischen Blei und Kohle kein Contact hergestellt wird.

Claims (1)

1. Pa tent-Anspruch:

   Zur Elektrolyse von Salzlösungen eine Anode, welche aus Kohle oder Platin einerseits und Blei andererseits derart zusammengesetzt ist, dafs ihre beiden Bestandteile an der Elektrolyse th eilnehmen.