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Verfahren zur Herstellung von Kupferchlorür Die technische Herstellung
von Kupferchlorür erfolgt im allgemeinen durch Reduktion von Kupferchlorid in wäßriger
salzsaurer Lösung. Als Reduktionsmittel werden vorzugsweise Schwefeldioxyd oder
metallisches Kupfer verwendet. Dieses Verfahren weist aber zwei wesentliche Nachteile
auf: erstens stellt es wegen der Verwendung von wäßriger heißer Salzsäure erhebliche
Ansprüche an das Gefäßmaterial und bedingt einen großen Verschleiß, zweitens muß
die Weiterverarbeitung (Filtrieren, Auswaschen, Trocknen) des entstandenen Kupferchlorürs
unter Ausschluß von Luft erfolgen, da das Kupferchlorür in der hier anfallenden
nassen Form leicht oxydabel ist.
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Beide Nachteile könnten zwar dadurch vermieden 'werden, daß man das
Kupferchlorid im trockenem Zustand mit Wasserstoff bei erhöhter Temperatur, im allgemeinen
bei mindestens 2oo°, reduziert. Es ist aber bekannt, daß das Kupferchlorid hierbei
nur zum Teil in Kupferchlorür übergeht und bei einem Gleichgewichtszustand stehenbleibt.
Wenn man z. B. durch Temperaturerhöhung oder Erhöhung der Wasserstoffmenge die Reaktion
weiterführt, so wird ein großer Teil des Kupferchlorürs zu metallischem Kupfer weiterreduziert.
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Es wurde nun gefunden, daß dieses Trockenverfahren dennoch verwendet
werden kann, wenn dem Wasserstoff eine geringe Menge Chlorwasserstoff beigemischt
wird. Das Kupferchlorid wird dabei vollständig reduziert, ohne daß sich metallisches
Kupfer bildet. Auf diese Weise wird somit in einem einzigen Arbeitsgang und praktisch
ohne Verluste trockenes Kupferchlorür von hohem Reinheitsgrad erhalten.
Ein
weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin; daß äuch,andere .Kupferverbindungen,
wie Cu C 03, Cu O, Cu O H Cl, Cut O, Cu O H u. a., auf dieselbe Weise in Kupferchlorür
übergeführt werden können.
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Die Menge Chlorwasserstoff, die dem Wasserstoff zugesetzt wird, richtet
sich vor allem nach der Art der zu reduzierenden Verbindung. Sie schwankt je nach
der Art der Umsetzung zwischen etwa i Volumprozent und etwa 20 Volumprozent. So
benötigen Kupferchlorid oder Kupferoxychlorid weniger Chlorwasserstoff als die von
vornherein chlorfreien Verbindungen.
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Das Verfahren läßt sich zum Unterschied zum Naßverfahren auch leicht
kontinuierlich gestalten. Das anfallende Wasserstoff-Chlorwasserstoff-Gemisch kann
nach Wiedereinstellen der gewünschten Zusammensetzung im Kreislauf geführt werden.
Beispiel i Über i o g Kupferchlorid wurde 7 Stunden lang bei 330' ein aus
7 Volumprozent H Cl und 93 V#olumprozent H2 bestehendes Gemisch mit einer Strömungsgeschwindigkeit
von 351 Gasgemischpro Stunde geleitet. Erhalten wurde so mit einer Ausbeute von
98% ein Cu C12- und Cu-freies reines Kupferchlorür. -Beispiel e Über iog Kupferoxychlorid
wurde zuerst bei Raumtemperatur so lange Chlorwasserstoff geleitet, bis keine merklichen
Mengen an H Cl mehr aufgenommen wurden, was nach etwa 2 Stunden der Fall war. Sodann
wurde über die Substanz. 12 Stunden lang bei 35o° Wasserstoff, der 5 bis 6 Volumprozent
H Cl enthielt, bei der gleichen Strömungsgeschwindigkeit wie im Beispiel i geleitet.
Erhalten wurde ein vollkommen reines Kupferchlorür mit einer Ausbeute von 98a,'0.
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Wurde derselbe Versuch in einem Eisenrohr statt in einem Glas- oder
Porzellanrohr ausgeführt; so wurde ebenfalls ein reines, Fe-freies Produkt erhalten;
eine Korrosion am Eisenrohr war nicht festzustellen. Beispiel 3 Wurde die H CI-Menge
im Beispiel 2 auf 3 bis .4 Volümprozent erniedrigt, so enthielt das Endprodukt 95,5%
CuCI und 4,5% metallisches Cu. Eine solche Mischung aus Cu Cl und Cu, die nach Belieben
an Hand der zugesetzten H C'I-Menge eingestellt werden kann, ist mitunter erwünscht,
z. B. dann, wenn das Kupferchlorür bei seiner Verwendung in gelöster Form mit Luft
in Berührung kommen kann, da dann das metallische Kupfer das zunächst aus Kupferchlorür
und Sauerstoff gebildete Oxychlorid «ieder zum Chlorür reduziert und so die Lösung
weniger luftempfindlich macht. Beispiel 4 Ein aus Cu Cl und N H, C1 bestehendes
Gemisch, wie es zur Darstellung von Vinylacetylen verwendet wird, blieb in Gegenwart
von Wasser nach 6monatlicher Verwendung zur Vinylacetylenherstellung 2 Jahre offen
stehen. Dieses Gemisch wurde unter Zusatz von konzentrierter Salzsäure heiß gelöst,
die vorhandenen harzartigen Bestandteile abgetrennt und das Filtrat schließlich
mit Natronlauge gefällt. Nach Auswaschen und Trocknen des aus Cu(OH)2 und Cu O H
bestehenden Niederschlags wurde die Masse unter den in Beispiel,-, genannten Bedingungen
reduziert. Erhalten wurde ein völlig reines Kupferchlorür mit einer Ausbeute von
99%, bezogen auf Ausgangsmaterial.
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Beispiel 5 Über Kupfercarbonat unbekannter Zusammensetzung wurde zuerst
wie in Beispie12 bei Raumtemperatur Chlorwasserstoff geleitet. Die übrigen Versuchsbedingungen
waren dieselben wie in Beispiel i, nur enthielt der Wasserstoff hier 8 Volumprozent
Chlorwasserstoff. Reinheitsgrad des erhaltenen Kupferchlorürs 99,5%. Beispiel 6
Kupferoxyd wurde unter den in Beispiels angegebenen Bedingungen reduziert. Das erhaltene
Produkt enthielt 99,3°o Cu Cl und 0,7% metallisches Cu; die Ausbeute betrug 990'o.