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Verfahren zur Herstellung von Kaliumpersulfat Ein bekanntes Verfahren
zur Gewinnung von Kaliumpersulfat besteht darin, daß man das aus Ammoniumsulfat
elektrolytisch leicht h erstellb;are Ammoniumpersulfat mit schwefelsauren Salzen
des Kaliums umsetzt. Beispielsweise erhält man durch Umsetzung einer Ammoniump,ersulfatlösung
mit der äquivalenten Menge Kaliumsulfat oder Kaliumbisulfat unter Rühren und Erwärmen
eine Lösung, aus der sich das Kaliumpersulfat ohnz weiteres in Kristallform ;ausscheidet.
Verwendet man nun die von dem Kaliumpers.ulfat getrennte Ammoniumsulfatlö.su g nach
Ersatz der vorher in Piersulfat übergeführten Ammoniumsulfatmenge erneut für die
el@ektrolytisich,`## Erzeugung von Ammoniumpersulfat, so scheidet sich in der elektrolytischen
Zelle in starkem Maße Kaliumpersulfat und Ammoniump.ersulfat ,aus. Eine Ausscheidung
fester Salze in den Zellen ist aber unerwünscht, insbesondere bei geringen Elektrodenabständen,
wie sie aus allgemeinen Gründen angestrebt werden. Auch in den
mit
den Zellen verbundenen Vorrichtungen, -wie Leitungen, Pumpien und Kühlvorrichtungen
für eine Kmeislaufführnzng und Kühlung des Elektrolyten können die Ausscheidungen
sehr störend wirken. Bei Zellern. mit Maphragmen können sie eine Verstopfung der
Poren und .dadurch -eine unerwünschte elektrische Spannungssteigerung zur Folge
haben.
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Eine Kühlung der Lösung nach der Umsetzung dies 'Ammoniumpiersuliats
mit Kaliumsulfat zwecks Förderung der Persulfatabscheidung vor der Wiedereinführung
in die Zelle schafft nur ungenügende Abhilfe; selbst ,nach Abkühlung ,auf -io° scheidet
sich bei,erneuter Elektrolyse in der Zelle meist noch festes Persulfat aus. Durch
Einhaltung einer genügend erhöhten Temperatur während der Elektrolyse ließe sich
zwar eine Ausscheidung -dies Kaliumpersulfats verhindern, -da die Löslichkeit des
Salzes mit steigender Temperatur stark ansteigt, die Folge wäre ;aber eine unbefriedigende
Stromausbeute, da diese mit steigender Temperatur zufolge Selbstzersetzung des Persulfats
stark sinkt.
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Es wurde nun gefunden, daß, man !allen .diesen Schwierigkeiten wirksam
begegnen kann, wenn man die Umsetzung dies Ammoniumpersulfats mit schwefelsauren
Salzen des Kaliums nicht unter Einhaltung ,äquivalenter Mengen durchführt, sondern
auf i Mol Ammoniumpersulfat weniger als i Mol Kaliumsalz ianwendet. Man braucht
dann. nach der Umsetzung wesentlich weniger tief abzukühlel, um eine so weitgehende
Abscheidung des Kaliump:ersulfats zu erzielen, däß sich bei der ianschließenden
erneuten Elektrolyse der Lösung in der Zelle keine störenden Abschcidungen mehr
bilden. Bei Anwendung von o;95 Mol Kaliumsulfat auf i Mol ArnxnoniRUnpiersulfat
genügtnäch,derUmseezuag;eine Abkühlung ,auf - 5°, bei einem Molverhältns, von o;g
: i eine Abkühlung ;auf + 5 bis. o°, um die Lösung nach Abtrennung des iabgeschiedenen
Kaliumpersulfats in der Zelle auf etwa ä3% Am'moniumpersulfat lohne störende Abscheidung
fester Sialze anreichern zu können. Weniger als etwa o,6 Mol Kafumsalz auf i Mol
Ammoniumpersulfat zu verwenden, :empfiehlt sich deshalb nicht, weil dann, insbesondere
bei Gegenwart von freier Säure ;oder geringen Mengen gewisser Metalle, nicht unerhebliche
Zersetzungsverluste in der nur teilweise umgesetztes Ammoniumpersulfatlösung entstehen
können. Ein Molverhältnis von ö, 6 bis o, 7 : i wird man dann. bevorzugen, wenn
für .die Abkühlung der Lösung keine Kälteanlage zur Verfügung steht. Dias Kaliumsalz
wird zweckmäßig als feines Pulver oder ;als Anschlämmung; vorteilhaft in (dem Elektrolyt
;sielbst, zugeführt. Es hat sich gezeigt, daß bei Anwendung von weniger als i Mol
Kaliumsalz ,auf i Mol Ammoniumpersulfat die Umsetzung von festem Kaliumsialz wesentlich
schneller beendet ist als bei Anwendung äquivalenter Mengen. Es empfiehlt sich,
die mit mäßiger Wärme, beispielsweise @nit feiner Temperatur von etwa 35°,iaus der
Zelle intnom,menie Lösung vor dem Zusatz des Kaliumsalzen nicht abkühlen zu lassen,
da die höhere Temperatur für :die Umsetzung mit ;dem Kaliumsalz günstig isst, und
die Lösung ferst nach ,dem Zusatz zu kühlen, um die Abscheidung des Kaliumpersulfats
zu vervollständigen.
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Beispiel i 972 cxn3 seines bei der elektrolytischen Umsetzung
von Ammioniumsulfat zu Ammoniumpersulfat erhaltenen Aniolyts, die neben Ammoniuunsulfat
und etwas freier Schwefelsäure 228 g (--- i Grammol) Ammoniumpers'.ulfät ienthalten,
werden mit 165 g (==0F95 Gram'mol) gepulvertem Kaliumsulfat bei etwa 28° i bis 2
Stunden lang gerührt und anschließend sauf etwa -5' abgekühlt. Dias ausgeschiedene
Kaliumpersulfat wird von der Flüssigkeit abgetrennt. Die Flüssigkeit besteht nun
aus g i i ,cm' seiner Amm;oniumsulfatlösung, die noch einen Restgehalt von o,o5
Grammol (etwa i i,5 g)-Piersulfat ;enthält. Nach Aufsättigung der Lösung mit Ammoniumsulfat
und Wiedereinführung in die auf seiner Temperatur von 34° gehaltene elektrolytische
Zelle zeigen sich bei Wiederanreicherung auf etwa i Grammol Ammontumpersulfax keine
störenden festen Abscheidungen.
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Wendet man an Stelle von o,95 Grammoff jedoch i Graxnmol Kaliumsulfat
lauf i Grammol umzusetzendes Ammoniump;ersülfat unter sonst gleichen Bedingungen
an, so scheiden sich aus der vom gebildeten Kaliumpers'ulfat getrennten und mit
Ammoniumsulfat gesättigten Lösung bei der anschließenden erneuten elektrolytischen
Umsetzung erhebliche Mengen festen Persulfats in Zelle und Zellenkreislauf ab.
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Beispiel 2 ig8o ;cms feines aus einer Pers'ulfatzelle @obne Diiaphmgmna
entnommenen Elektrolyts, die neben Ammoniumsulfat und wenig freier Schwefelsäure
i Gram'mol Ammoniumpersulfat ;enthalten, werden mit o,6 Gra#mrnol Kaliu'msiulfatpulver,
das in einem Teil des Elektrolyts zu seinem Brei angerührt ist, bei ietwa 2g° 1/2
bis i Stunde lang gerührt und anschließend auf i i ° abgekühlt, worauf .das ausgeschiedene
Kahumpersulfat abgetrennt wird. Die aus 'g2o@cm3 bestehende, noch o,4Gra'mrnol nicht
umgesetztes Amm;oniumpersulfat enthaltende Lösung wird nun nach Ersatz des verbrauchten
Amm;oniumsu7.fats in derselben Persulfatzelle wieder ,auf Beinen Gehalt von etwa.
i Grammol Persulfat gebracht. Diabei, treten keine störenden Abschieidungen von
festem Piersulfat und keine Zersetzungsverluste ein.