DE896798C - Verfahren zur Herstellung von kristallisiertem Aluminiumformiat - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von kristallisiertem AluminiumformiatInfo
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Classifications
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Description
- Verfahren zur Herstellung von kristallisiertem Aluminiumformiat Aus dem Gesetz der chemischen Massenwirkung, angewandt auf die gemessenen Löslichkeiten der in Frage kommenden Salze, kann vorausgesagt werden, daß die doppelte Umsetzung von Aluminiumchlorid oder -nitrat, z. B. mit Natriumformiat oder Calciumformiat in wäßrigen Lösungen, nach den folgenden Gleichungen stattfinden AIC13 * 6 H20 + 3 HCOONa (i) -@Al(HCOO)3-3H20+3NaC1+3H20 2 A1C13 - 6H20 -f- 3 Ca(HC00)2 + i2 H20 (2) -->-2Al(HCOO)3'3H20+3CaC12-6H20 Will man diese Reaktion zur Ausfällung von Aluminiumformiat benutzen, so müssen die in äquivalenten Verhältnissen zur Reaktion gebrachten Ausgangsstoffe nach der Lehre des MWG nur in solchen Mengen angewandt werden, daß beim Lösen dieser Mengen die Löslichkeit des Aluminiumformiats überschritten, daß aber die Löslichkeit der in Frage kommenden Chloride, z. B. Natriumchlorid bei Reaktion (i) und Calciumchlorid bei Reaktion (2), nicht überschritten wird. Man wird also Reaktion (2) wegen der größeren (in Äquivalenten gemessenen) Löslichkeit des Calciumchlorids bevorzugen. Als Nachteil dieses Verfahrens tritt die Notwendigkeit auf, die Mutterlaugen nach der Umsetzung verloren zu geben und damit einen Verlust an Aluminiumformiat in Kauf zu nehmen. Für den Fall der Reaktion (2) lassen sich die Verluste folgendermaßen ermitteln: Die Sättigungskonzentration von Calciumchlorid beträgt etwa io Äquivalent im Liter und die von Aluminiumformiat etwa 0,75 Äquivalent, also beträgt in dieser für die Fällung günstigen Reaktion der minimale Verlust an Formiat durch Inlösungbleiben 7,5 °/o. Für die Reaktion (i) ist der entsprechende Verlust 13 °/o. Die Verluste bei diesem Verfahren werden nur dann wesentlich heruntergedrückt, wenn man für die doppelte Umsetzung stark basische Salze anwendet.
- - Überschreitet man die Löslichkeit des Chlorids, so fällt das Chlorid gemeinsam mit Aluminiumformiat als fester Bodenkörper aus und muß von letzteren durch besondere, im vorliegenden Fall nicht genauer untersuchte Verfahren getrennt werden.
- Für die im vorliegenden Verfahren vorgeschlagenen, an Aluminiumformiat und Natriumchlorid bzw. Calciumchlorid gleichzeitig gesättigten Lösungen gilt nach dem MWG die Bedingung, daß in ihnen Aluminiumchlorid mit den genannten Formiaten sich zu einem Gemisch des festen Aluminiumformiats mit entsprechendem festen Chlorid umsetzt.
- Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß die vom MWG vorausgesetzten Gleichgewichtsbedingungen im Fall der Umsetzung von Aluminiumchlorid mit Formiaten in an Aluminiumformiat und dem entsprechenden Chlorid ganz oder zum Teil gesättigten, aber von Aluminiumformiatkeimen freien Lösungen sich so träge einstellen, daß wohl das bei der doppelten Umsetzung gebildete Chlorid gleich ausfällt, das Aluminiumformiat aber eine Kristallisationshemmung erleidet und so lange in übersättigter Lösung bleibt, daß vor Einstellung des aus dem MWG errechneten Gleichgewichts eine Trennung der beiden Reaktionsprodukte ermöglicht wird. Es läßt sich auf diesem Wege eine die normale Löslichkeit um das Mehrfache übersteigende, übersättigte Aluminiumformiatlösung durch doppelte Umsetzung von Aluminiumchlorid mit Formiaten darstellen, die Lösung vom abgeschiedenen Chlorid trennen, die Kristallisationshemmung durch Impfen mit Aluminiumformiatkristallen und Rühren aufheben, das Aluminiumformiat gesondert gewinnen und die zurückbleibende, nun an Natriumchlorid und Aluminiumformiat wieder angenähert gesättigte Lösung für neue Umsetzung benutzen.
- Es ist zwar bekannt, durch doppelte Umsetzung übersättigte Aluminiumformiatlösungen herzustellen und aus ihnen das Aluminiumformiat durch Impfen und Rühren zu gewinnen; es handelt sich aber bei diesem Verfahren um Umsetzungen, bei denen das Aluminiumformiat eine größere Löslichkeit besitzt als das zweite, bei der doppelten Umsetzung entstehende Salz und darum praktisch allein in Lösung geht; es ließen sich also diese Lehren nicht ohne weiteres auf doppelte Umsetzungen anwenden, bei denen das Aluminiumformiat eine kleinere Löslichkeit besitzt als das nebenbei entstehende zweite Salz.
- Für das Verfahren kommt Aluminiumchlorid verschiedener Beschaffenheit in Frage, insbesondere kann das Aluminiumchlorid von der Zusammensetzung A1 C13 - 6 H20 verwendet werden. Aber auch basische Aluminiumchloride mit wechselndem H20-Gehalt und Basizitätsgrad sind anwendbar. Bei basischen Aluminiumchloriden muß dann beim Ansatz mit Formiat die. entsprechende Menge freier Ameisensäure angewandt werden. Auch unreines Aluminiumchlorid läßt sich verwenden, da die angereicherten Verunreinigungen bei der Abtrennung des gebildeten Chlorids mit entfernt werden.
- Das Aluminiumchlorid kann in allen Fällen durch Aluminiumnitrat ersetzt werden. Von den Formiaten, die im vorliegenden Verfahren angewandt werden können, sind nur die in technischem Maßstab gewonnenen, Natriumformiat und Calciumformiat, ausführlich beschrieben, doch lassen sich alle Formiate benutzen, deren in Äquivalenten ausgedrückte Löslichkeit größer als die des Aluminiumformiats ist.
- Das Verfahren ist an keine bestimmte Temperatur und kein bestimmtes pg gebunden, doch sind neutrale und schwach saure Lösungen und Temperaturen zwischen 5 und 6o° für den Umsatz am günstigsten. Insbesondere braucht die Umsetzungstemperatur, die schließliche Kristallisationstemperatur des Chlorids und die Kristallisationstemperatur des Formiats nicht die gleiche zu sein. Es ist aber vorteilhaft, für die Umsetzung die höchste, und notwendig, für die schließliche Kristallisation des Chlorids die niedrigste der in Frage kommenden Temperaturen zu wählen. Auch das Wasser kann als Lösungsmittel in weiten Grenzen durch Alkohole und ähnliche Stoffe ersetzt werden.
- Das Verfahren hat wegen der Möglichkeit der Wiederverwendung der Mutterlaugen den technischen Vorteil, daß es erlaubt, Aluminiumformiat aus Aluminiumchlorid ohne Verlust an Ausgangsstoffen zu gewinnen.
- Die in den folgenden Beispielen angegebenen Mengen an Aluminiumformiat, die bei einer Umsetzung gewonnen werden, lassen sich weit übertreffen. Man hat lediglich bei höchstem Umsetzungsgrad mit der Gefahr zu rechnen, daß durch unkontrollierte Keimeinsickerung spontane Kristallisation vor der Abtrennung des Chlorids stattfinden könnte.
- Beispiel i Zu i 1 einer an Aluminiumformiat und Natriumchlorid bei Zimmertemperatur gesättigten Lösung gibt man unter Rühren portionenweise im Laufe i Stunde ein inniges Gemisch, bestehend aus 265 g Aluminiumchlorid und 224 g Natriumformiat. Man trennt die Lösung vom ausgeschiedenen Natriumchlorid, impft sie und rührt bis zur beendeten Kristallisation aus. Ausbeute an Aluminiumformiat: 236 g. Die Mutterlauge stellt wieder eine an Aluminiumformiat und Natriumchlorid gesättigte Lösung dar und wird zu einer neuen doppelten Umsetzung, gegebenenfalls nach teilweisem Eindampfen und Entfernen des ausgeschiedenen Natriumchlorids, verwertet.
- Beispiel 2 Zu 11 einer an Aluminiumformiat und Calciumchlorid bei 5° gesättigten und auf 5o° erwärmten Lösung gibt man unter Rühren portionenweise im Laufe 1/2 Stunde ein inniges Gemisch, bestehend aus 175 g Aluminiumchlorid, 1q.2-9 Calciumformiat und 79 g Wasser, und kristallisiert bei langsamer Abkühlung auf 5° das Calciumchlorid aus. Die Mutterlauge wird auf Zimmertemperatur erwärmt, mit Aluminiumformiatkristallen geimpft und das Aluminiumformiat ausgerührt. Nach 2 Tage langem Ausrühren werden ioo g Ausbeute erhalten.
- Beispiel 3 Zu i 1 einer an Aluminiumformiat, Natriumchlorid und Calciumchlorid bei Zimmertemperatur gesättigten Lösung gibt man unter Rührung portionenweise im Laufe i Stunde ein inniges Gemisch, bestehend aus 163 g Natriumformiat, 39 g Calciumformiat und 2419 Aluminiumchlorid, und kristallisiert bei langsamer Abkühlung auf 5° das Calciumchlorid und Natriumchlorid aus. Die :Mutterlauge wird auf Zimmertemperatur erwärmt, geimpft und das Aluminiumformiat ausgerührt. Nach längerem Rühren 150 g Ausbeute.
- Die erhaltenen Formiate finden Anwendung vornehmlich zur Imprägnierung von Textilien, als Fällungsmittel für Kunstharzdispersionen, für pharmazeutische Zwecke und als Ausgangsmaterial für Aluminiumverbindungen verschiedener Art.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von kristallisiertem Aluminiumformiat durch doppelte Umsetzung von Aluminiumchlorid oder -nitrat mit ameisensauren Salzen, dadurch gekennzeichnet, daB man Ausgangslösungen, die zu Beginn der Umsetzung an den bei der doppelten Umsetzung entstehenden Salzen ganz oder teilweise gesättigt aber von Keimen von Aluminiumformiat frei sind, verwendet, die nach der Umsetzung erhaltene gesättigte Aluminiumformiatlösung vom ausgefallenen Chlorid oder Nitrat trennt, sie in bekannter Weise zur Kristallisation bringt und die dabei anfallenden Mutterlaugen für neue Ansätze verwendet.
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