DE843252C

DE843252C - Production of mixed crystals of hydroquinone with krypton, argon and xenon

Info

Publication number: DE843252C
Application number: DEB13215A
Authority: DE
Inventors: Herbert Marcus Powell
Original assignee: British Oxigen Ltd
Current assignee: BOC Group Ltd
Priority date: 1950-01-02
Filing date: 1950-12-31
Publication date: 1952-07-07
Also published as: FR1030409A; GB678312A; DE843547C; FR1030410A

Description

(WiGBL S. 175)(WiGBL p. 175)

AUSGEGEBEN AM 7, JULI 1952ISSUED JULY 7, 1952

Bi32i5lVb/i2iBi32i5lVb / i2i

Argon und XenonArgon and xenon

Vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Mischkristallen mit Edelgasen. Unter dem Ausdruck Mischkristall bzw. Mischkristallverbindung werden Molekülverbindungen verstanden, bei denen die eine Komponente, in diesem Fall das Edelgas, in das Kristallgitter der anderen Komponente eingebaut ist.The present invention relates to the production of mixed crystals with noble gases. Under the The expression mixed crystal or mixed crystal compound is understood to mean molecular compounds one component, in this case the noble gas, in the crystal lattice of the other component is built in.

Es ist bereits bekannt, daß Verbindungen dieser Art zwischen dem Edelgas Argon und der organischen Verbindung Hydrochinon aus Benzollösung bei Gegenwart von Argon unter 20 Atmosphärendruck gebildet werden.It is already known that compounds of this type between the noble gas argon and the organic Compound hydroquinone from benzene solution in the presence of argon under 20 atmospheric pressure are formed.

Die Verwendung von Benzol als Lösungsmittel bedingt aber infolge der schwachen Löslichkeit des Hydrochinons im Benzol eine schlechte Ausbeute an der Mischkristallverbindung Argon-Hydrochinon. However, the use of benzene as a solvent causes a poor yield of the mixed crystal compound argon-hydroquinone because of the poor solubility of the hydroquinone in benzene.

Es wurde nun gefunden, daß bei Verwendung von Wasser als Lösungsmittel an Stelle von Benzol die besagte Mischkristallverbindung in Form großer und stabiler Kristalle in relativ hoher Ausbeute erhalten werden kann und auf diese Weise ebenso Mischkristalle mit Krypton und Xenon gebildet werden können.It has now been found that if water is used as the solvent instead of benzene, the said mixed crystal compound can be obtained in the form of large and stable crystals in a relatively high yield and in this way mixed crystals with krypton and xenon can also be formed.

Entsprechend vorliegender Erfindung besteht das According to the present invention, there is

Verfahren zur Herstellung von Mischkristallen der Edelgase Argon, Krypton, Xenon mit Hydrochinon darin, daß eine wässerige Lösung von Hydrochinon in der Gegenwart eines Edelgases unter Überdruck langsam zur Kristallisation gebracht wird und die Mischkristalle au,s dem dabei entstandenen Kristallgemisch abgetrennt werden.Process for the production of mixed crystals of Noble gases argon, krypton, xenon with hydroquinone in it, being an aqueous solution of hydroquinone is slowly brought to crystallization in the presence of a noble gas under excess pressure and the Mixed crystals are separated from the resulting crystal mixture.

Die Erfindung läßt sich in einfacher Weise ausführen. Es wird eine bei Zimmertemperatur gesättigte Lösung von Hydrochinon in Wasser hergestellt und diese Lösung in einem Druckkessel aus rostfreiem Stahl zusammen mit einer weiteren Menge Hydrochinon, wie sie gewichtsmäßig der erwarteten Ausbeute an Kristallverbindung entspricht, eingetragen; nachdem die Luft aus dem Kessel verdrängt und Edelgas so lange eingeleitet worden ist, bis der gewünschte Druck, erreicht ist, wird die Temperatur durch Erhitzen des Kessels erhöht, worauf durch langsames Abkühlen dieThe invention can be carried out in a simple manner. It becomes saturated at room temperature Solution of hydroquinone in water is made and this solution is made in a pressure vessel stainless steel along with an additional amount of hydroquinone as they are by weight corresponds to the expected yield of crystal compound, entered; after the air out of the The boiler has been displaced and inert gas has been introduced until the desired pressure is reached, the temperature is increased by heating the kettle, followed by slow cooling the

ao Lösung zum 'Kristallisieren gebracht wird, während der Druck im Kessel durch weitere Zufuhr von Edelgas aufrechterhalten wird. Am besten wird dabei nur so viel Hydrochinon der gesättigten Lösung zugesetzt, als bei der Erhöhung der Temperatur noch vollständig gelöst werden kann.ao solution is made to 'crystallize, while the pressure in the boiler by further supply of noble gas is maintained. It is best to only add as much hydroquinone to the saturated solution as than can still be completely resolved when the temperature is increased.

Im Fall der Argonverbindung ist ein hoher Argondruck notwendig, da sich Argon in der Hydrochinonlösung nur schwach löst. Es wurde gefunden, daß Argondrücke von 30 bis 40 Atm.In the case of the argon compound, a high argon pressure is necessary because argon is in the Hydroquinone solution only weakly dissolves. It has been found that argon pressures of 30 to 40 atm.

befriedigende Ergebnisse liefern.deliver satisfactory results.

Die Zusammensetzung der sich ergebenden Mischkristallverbindung hängt jeweils von den besonderen einzelnen Bedingungen ab. Die theoretische Zusammensetzung bei Besetzung aller verfügbaren Plätze im Kristallgitter durch Argonatome entspricht der Formel 3 CgHj(OH)₂^Ar.The composition of the resulting mixed crystal compound depends in each case on the particular individual conditions. The theoretical composition when all available places in the crystal lattice are occupied by argon atoms corresponds to the formula 3 CgHj (OH) ₂ ^ Ar.

Die Argon-Hydrochinon- Verbindung kristallisiert aus wässeriger Lösung in Form großer rhomljoedrischer oder prismatischer Kristalle, welche sich von den gleichzeitig gebildeten Nadeln des a-Hydrochinons so weit genügend unterscheiden, daß sie von den letzteren in einfacher Weise entweder von Hand verlesen oder durch Aussieben abgetrennt werden können.The argon-hydroquinone compound crystallizes from aqueous solution in the form of large rhomljohedral or prismatic crystals, which emerge from the simultaneously formed needles of the a-hydroquinones so far enough to distinguish them from the latter in a simple manner either can be sorted by hand or separated by sieving.

Auf Grund ihres hohen Gehalts an Edelgas haben die Mischkristallverbindungen eine höhere Dichte als die Kristalle des a-Hydrochinons. Ein Gemisch dieser zwei Stoffe kann daher auch auf Grund des Dichteunterschieds getrennt werden, z. B. durch Flotation in einer Flüssigkeit von einer mittleren, dazwischenliegenden Dichte, in welcher sich das Hydrochinon nicht löst.Due to their high content of noble gas, the mixed crystal compounds have a higher density than the crystals of α-hydroquinone. A mixture of these two substances can therefore also be due to the density difference can be separated, e.g. B. by flotation in a liquid from a medium, intermediate density in which the hydroquinone does not dissolve.

Die so erfindungsgemäß dargestellten Mischkristallverbindungen mit Argon sind bei Zimmertemperatur vollständig stabil. Das Argon kann jedoch durch Erhitzen oder Auflösen der Verbindung frei gemacht werden. Da das Volumen des in der Mischkristallverbindung vorhandenen Argons unter Xormalbedingungen mehr als das siebzigfache des Kristallvolumens ausmacht, stellt eine solche Verbindung eine sehr bequeme Transportform des Edelgases dar.The mixed crystal compounds with argon thus represented according to the invention are at room temperature completely stable. The argon can, however, by heating or dissolving the compound to be made free. Since the volume of argon present in the mixed crystal compound under normal conditions is more than seventy times the crystal volume, represents such a Compound is a very convenient form of transport for the noble gas.

Tn derselben Weise, wie eben für Argon beschrieben, können ähnliche MischkristaUverbindungen auch mit den Edelgasen Krypton und Xenon hergestellt werden.In the same way as just described for argon, similar mixed crystal compounds can also be produced with the noble gases krypton and xenon.

Die Erfindung wird durch nachstehende Beispiele näher beschrieben. ίThe invention is described in more detail by the following examples. ί

l. Beispiell. example

Eine gesättigte wässerige Lösung von Hydrochinon wurde durch Erhitzen von Wasser mit überschüssigem Hydrochinon und darauffolgendes Abkühlen auf Raumtemperatur hergestellt. 30 ecm der filtrierten Lösung wurden mit weiteren 3 g Hydrochinon auf eine Temperatur von 90⁰ C in einem geschlossenen Kessel, der in Verbindung mit einem Argonbehälter unter 20 atü stand, erhitzt und innerhalb von 4 Tagen allmählich auf eine Tem- *o peratur von 20⁰ C abgekühlt. Es setzten sich dabei große rhomboedrische Kristalle als Argon-Hydrochinon-Mischkristallverbindung ab.A saturated aqueous solution of hydroquinone was prepared by heating water with excess hydroquinone and then cooling it to room temperature. 30 cc of the filtered solution were heated with an additional 3 g of hydroquinone at a temperature of 90 ⁰ C in a closed vessel, the atmospheres gauge was connected to an argon vessel under 20 and gradually within 4 days to a tem- * o temperature of 20 ⁰ C cooled. Large rhombohedral crystals are deposited as argon-hydroquinone mixed crystal compounds.

Ein Teil der Ausbeute wurde im Vakuum auf 135⁰ C erhitzt. Auf diese Weise wurde reines Argongas erhalten, aus dessen Volumen, gemessen »unter Atmosphärendruck und 20⁰ C, das Gewicht des Argons sicherrechnete. Das Gewicht entsprach einer Zusammensetzung von 3 Mol Hydrochinon auf 0,8 Argon; 8o^e/o der verfügbaren Stellen im Kristallgitter waren also vom Argon besetzt.Part of the yield was heated ^{to 135 ° C. in vacuo.} In this way, pure argon gas was obtained "from the volume measured under atmospheric pressure and safely counted 20 ⁰ C, the weight of argon. The weight corresponded to a composition of 3 moles of hydroquinone per 0.8 argon; 80 ^e / o of the available places in the crystal lattice were occupied by argon.

2. B e i s ρ i e 12. B e i s ρ i e 1

30 ecm der gesättigten wässerigen Lösung von Hydrochinon wurden zusammen mit weiteren 3 g Hydrochinon wie im vorhergehenden Beispiel in Gegenwart von Xenon unter einem Druck von 12 atü erhitzt. Beim allmählichen, 1 Tag dauernden Abkühlen auf 20⁰ C kristallisierte die Xenon-Hydrochinon-Verbindung aus. 2 g davon wurden in Tetrachlorkohlenstoff dispergiert, und beim Absetzen schieden sich zwei Fraktionen verschiedener Dichte: Die leichtere schwamm auf der Oberfläche des Tetrachlorkohlenstoffs, während die schwerere sich absetzte. Der Xenongehalt der schwereren Fraktion wurde in analoger Weise wie das Argon im vorhergehenden Beispiel bestimmt. Nach der gefundenen Menge waren 88 °/o der verfügbaren Stellen im Kristallgitter durch Xenon besetzt. Die höchste gemessene Dichte war i,,69g/ccm. Die leichtere Fraktion wurde in Tetrachlorkohlenstoff Toluol-Mischungen verschiedener Dichte dispergiert und dadurch wiederum in eine leichte und schwere Fraktion geschieden. Auf diese Weise wurden nochmals Verbindungen mit niedrigeren Dich-¹ ten von 1,59g/ccm und i,49g/ccm und einem dementsprechenden niederen Xenongehalt erhalten.30 ecm of the saturated aqueous solution of hydroquinone were heated together with a further 3 g of hydroquinone as in the previous example in the presence of xenon under a pressure of 12 atm. On gradual cooling to 20 ^° C. for 1 day, the xenon-hydroquinone compound crystallized out. 2 g of it was dispersed in carbon tetrachloride, and on settling two fractions of different densities separated: the lighter floated on the surface of the carbon tetrachloride, while the heavier settled. The xenon content of the heavier fraction was determined in a manner analogous to the argon in the previous example. According to the quantity found, 88% of the available positions in the crystal lattice were occupied by xenon. The highest measured density was 1.59 g / ccm. The lighter fraction was dispersed in carbon tetrachloride toluene mixtures of various densities and thereby again separated into a light and heavy fraction. In this way, compounds were again with lower dense ¹ th of 1.59 g / cc and i obtained 49g / cc and a lower corresponding thereto xenon content.

3· Beispiel3 · Example

30 ecm der gesättigten Hydrochinonlösung mit weiteren 3 g Hydrochinon wurden, wie vorhergehend beschrieben, in Gegenwart von Xenon unter 4 atü erhitzt. Beim langsamen, 6 Tage währenden Abkühlen auf 2O° C wurden große Kristalle der Xenon-30 ecm of the saturated hydroquinone solution with a further 3 g of hydroquinone were, as before described, heated in the presence of xenon below 4 atü. When cooling slowly for 6 days at 20 ° C large crystals of xenon

Hydrochinon-Verbindung, frei von a-Hydrochinon, erhalten.Hydroquinone compound, free from α-hydroquinone, obtain.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS:

I.I.

Process for the production of mixed crystals of hydroquinone with krypton, argon and xenon, characterized in that an aqueous solution of hydroquinone in the presence of the noble gas in question under excess pressure

ίο through slow cooling for crystallization is brought and separated from the resulting crystals, the noble gas-containing hydroquinone will.

2. The method according to claim i, characterized in that that in the aqueous solution of hydroquinone saturated at room temperature a further amount of hydroquinone, the. weight-wise corresponds to the expected yield of mixed crystals, at an elevated temperature in the presence the noble gas dissolved ao under excess pressure and then this solution slowly cooled will.

3. The method according to claim 1, characterized in that the separation of the noble gas-containing hydrodhinone from the crystals »5 takes place mechanically.

4. The method according to claim 1, characterized in that that the noble gas-containing hydroquinone from the crystal mixture obtained is separated by flotation.

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