Wszystkie znane metody rozdzielania mieszanin na ich skladniki nie daja wyni¬ ków zupelnie zadowalajacych. Jezeli sie rozdziela skladniki mieszanin, stosujac wyplókiwanie, stracanie osadu, lub wyzy¬ skajac róznice ciezarów gatunków lub predkosc spadania, wzglednie stosujac in¬ na metode, to rozdzielenie skladników nie jest dokladne. Podobnie tez znane metody rozdzielania skladników roztworów, albo usuwania skladników rozpuszczalnych ko¬ loidalnie, nie zawsze sa dokladne, nawet gdy sie uzyje do tego celu metod chemicz¬ nych polegajacych np. na dodawaniu ta¬ kich chemikaljów, które tworza z usuwa- nemi skladnikami roztworu zwiazki che¬ miczne nierozpuszczalne w danym rozpu¬ szczalniku, gdyz domieszki chemiczne rea¬ guja takze z innemi skladnikami roztworu, Calkowite rozdzielenie skladników miesza¬ niny lub calkowite usuniecie wszystkich skladników z jakiegos roztworu jest bar¬ dzo czesto wrecz niemozliwe.Wiadomo, ze skladniki wystepujace w stanie stalym mozna utrzymywac w za¬ wiesinie w cieczach, np. w wodzie, przez zastosowanie srodków mechanicznych, np. przez mieszanie. Znane sa równiez zawie¬ siny (które moga istniec w stanie rodzi¬ mym, jak np. pewne glinki) powstajace przez adsorbcje wlasciwych jonów lub ko¬ loidów, przyczem jest rzecza zupelnie obo¬ jetna jaki stopien dyspersji posiadaja te mieszaniny, bo trwala lub dlugotrwala za¬ wiesine otrzymuje sie przez dodawanie od¬ powiednich (dla kazdego poszczególnegoprzypadku) elektrolitów. Metody wytwa¬ rzania takich zawiesin ustalono dotychczas na droAge czysto empilycznej, bo przede- wszystkiem trzeba bylo znalezc wlasciwy elektrolit, wzglednie koloid, a potem okre¬ slic ilosc tego elektrolitu, wzglednie koloi¬ du, która trzeba bylo dodac do wody lub innej cieczy zawierajacej mieszanine, aby stworzyc jak najlepsze warunki dla naste¬ pujacego potem rozdzielania.Próby wykazaly, ze irozklad mieszanin na poszczególne skladniki, lub usuwanie niektórych, albo wszystkich skladników rozpuszczonych rzeczywiscie lub koloidal¬ nie w jakims rozpuszczalniku, np. w wo- azie, jest najlatwiejsze wtedy, jezeli mie¬ szaniny te lub roztwory (wodne albo ko¬ loidalne) wykazuja okreslone stezenie jo¬ nów wodorowych, charakterystyczne za¬ msze dla zdolnosci do rozdzielania sic, skladników danego roztworu. Jezeli ma sie oddzielic skladniki rozpuszczone od roz¬ puszczalników, to najlepiej poddac te roz¬ twory dzialaniu pradu stalego umiesciwszy je pomiedzy diafragmami wlaczonemi przed elektrody elektirolizatora.Stwierdzono, ze obójetnem jest w jaki sposób osiaga sie stezenie jonów wodoro¬ wych najkorzystniejsze dla zdolnosci roz¬ dzielania sie skladników danej mieszani¬ ny i w jakim stanie znajduja sie rozdziela¬ ne skladniki, równiez i rodzaj tych sklad¬ ników jest obojetny.Ponizej podano wszystkie metody pra¬ cy, mogace miec zastosowanie do roz¬ dzielania dowolnych mieszanin skladni¬ ków wystepujacych w stanie stalym i two¬ rzacych w cieczy, np. w wodzie, zawiesine.W dalszym ciagu opisu podano metody rozdzielania roztworów albo usuwania z roztworów pewnych skladników przez za¬ stosowanie diafragmy i stezenia jonów wo¬ dorowych, charakterystycznego dla zdol¬ nosci rozdzielania sie skladników danego roztworu.Rozdzielanie np. glinek, kaolinów, rud z glinkowem zlozem, bauksytów i wielu SU* rowych produktów ziemnych jest typowym przykladem trudnosci oddzielania cennego skladnika od zanieczyszczen, których za¬ wartosc moze dochodzic do 90%. Oczy* szczenie tych surowych materialów jest trudne nietylko z wyzej wymienionych powodów, lecz takze dlatego, ze cenne skladniki tych materjalów maja wlasnosc wytwarzania w zawiesinie koloidów, tak zwanych zawiesin koloidalnych.Próby wykazaly, ze skladniki takich materjalów rozdzielaja sie znacznie lepiej, gdy materjaly te, rozrobione w jakiejs cie¬ czy, np. w wodzie, wykazuja okreslone niezmienne stezenie jonów wodoru, przy czem najkorzystniejsze stezenie jest za¬ warte w tym przypadku w bardzo waskich granicach. Praktyczne wyzyskanie tych spostrzezen rozszerza ogromnie zakres sto¬ sowania wynalazku, gdyz nadajac zawiesi¬ nie okreslone stezenie jonów wodoru moz¬ na wyeliminowac niepewnosc polegajaca na tern, ze nie mozna nigdy wiedziec, jakie zanieczyszczenia zawiera przerabiany ma- terjal, który moze zawierac zanieczyszcze¬ nia uniemozliwiajace rozdzielanie wskutek wytwarzania rozpuszczalnych soli lub tym podobnych.Ponizej podano przyklad oczyszczania kaolinu.Surowy kaolin zawieral okolo 90% czy¬ stego kaolinu i 10% domieszek obcych, lecz prawie nic piasku.Wjcelu stwierdzenia najkorzystniejsze¬ go stezenia jonów wodoru zarobiono 235 g surowego kaolinu (suchego) 531 g wody, dodajac 7,9 cm3 szkla wodnego, którego 1 cm3 zawieral 0,118 g Si02. Otrzymana za¬ wiesine potrzasano potem przez kilka go¬ dzin az do osiagniecia stalego stezenia p//-jonów i stwierdzono, ze stezenie to wynosi 8,74.Przyklad ten podaje najlepiej wynik wielu prób, w .których dodawano do tej sa¬ mej ilosci kaolinu rózne ilosci (mniejsze i - 2 —wieksze) szkla wodnego. Próby wykazaly, ze zawsze przy pewnem okreslonem ste¬ zeniu p //-jonów wydajnosc kaolinu byla najwieksza, czyli ze zawiesina kaolinu z domieszka szkla wodnego, wykazujaca wspólczynnik stezenia p //-jonów 8,74, jest najkorzystniejsze. Dokonano bardzo wiele prób z surowym kaolinem róznego pocho¬ dzenia, przyczem dla kazdego gatunku kao¬ linu znaleziono zawsze te sama charakte¬ rystyczna cyfre p H. Naogól cyfra ta zmie¬ nia sie zaleznie od wyników chemicznej analizy surowego materjalu, lecz na pod¬ stawie zdobytych juz wiadomosci mozna ja zawsze zgóry obliczyc z cala dokladno¬ scia. Granice najkorzystniejszych stezen p H-jonów dla . róznych gatunków kaolinu wynosza naogól 8 do 10.Zamiast szkla wodnego moznaby uzyc z tym samym wynikiem lugu sodowego, fo¬ sforanu sodu lub amonjaku. Roztwory do¬ dawane do zawiesiny kaolinu odpowiada¬ ly naogól stosunkowi Vion' • W jaki sposób osiaga sie stezenie jonów wodoru 8 — 10, to jest obojetne, lecz w kazdym poszczególnym przypadku steze¬ nie to musi byc zawarte w scisle okreslo¬ nych granicach. Mozna je osiagnac przez dodawanie kwasów, zasad lub soli oddziel¬ nie lub razem; lecz mozna je równiez o- siagnac przez usuwanie kwasów, soli lub zasad.Nowy sposób mozna takze stosowac w zasadzie przy przeróbce rud ze zlozem glinkowem lub lupkowem.Próby wykazaly równiez, ze jezeli ste¬ zenie jonów wodoru jest mniejsze albo wieksze od stezenia charakterystycznego, to skladniki dajace sie zkoloidyzowac od¬ dzielaja sie od koloidów niedokladnie, na¬ wet jezeli proces oczyszczania przedluza sie ponad miare.Jezeli np„ przy szlamowaniu kaolinu stezenie jonów wodoru bedzie wieksze al¬ bo mniejsze, to koloidalne czastki rozpu¬ szczonego kaolinu osiadaja i czystego kao¬ linu otrzymuje sie mniej, albo tez stopien dyspersji koloidalnego roztworu jest tak wielki, ze poszczególne czastki rozdziela¬ ja sie niezupelnie.Zapomoca domieszki stosownych elek¬ trolitów mozna, jak wiadomo, wytworzyc zawiesiny kaloidalne o wiekszej dyspersji i ta droga oczyszczac surowy materjal. Ko¬ loidalne zawiesiny nastreczaly juz wielkie trudnosci przy przesaczaniu i dlatego u- zywano elektrycznego pradu stalego ,aby skierowac koloidalne zawiesiny do anody lub do katody, zaleznie od ich ladunku Najkorzystniejsze warunki dla te£o proce¬ su okreslano doswiadczalnie i osiagano po¬ zadany cel przez dodawanie stosownych kwasów lub zasad. Otóz próby wykazaly, ze najlepsze warunki takiego procesu osia¬ ga sie równiez przy okreslonem scisle otfra- niczonem stezeniu jonów wodoru, tak ze w mysl wynalazku nalezy znowu wytworzyc w zawiesinie stezenie jonów wodoru naj¬ odpowiedniejsze w danym przypadku.Odwadnianie takich materjalów w mysl niniejszego wynalazku mozna stosowac w tych wszystkich przypadkach, w których wogóle zalezy na odwodnieniu materjalów trudnych do odwodnienia zwykla droga, jak np. barwiki o charakterze koloidalnym mulki cementowe, wlókna celulozy, torf i t. d.Jezeli mieszanina zawiera wiecej skladników sklonnych do przechodzenia w stan koloidalnych zawiesin, to skladniki te mozna równiez rozdzielac przez kolej¬ ne wytwarzanie w roztworze róznych ste¬ zen jonów wodoru, umozliwiajacych roz¬ dzielanie poszczególnych skoloidowanych skladników. Kazdemu z rozdzielanych ko¬ loidów odpowiada scisle okreslone steze¬ nie jonów wodoru, przy którem mozna te koloidy oddzielic od innych koloidów jaka¬ kolwiek znana metoda. Pozadane stezenie jonów wodoru osiaga sie tak samo, jak wy¬ zej podano, przyczem droga prowadzaca do tego celu jest obojetna. — 3 —Przy wydzielaniu z rozpuszczalników poszczególnych lub wszystkich skladników rozpuszczonych w nim rzeczywiscie lub zawieszonych, mozna usuwac z roztworu zdysocjowane jony wzglednie sole, kwasy albo zasady, a takze znajdujace sie w nim koloidy; koloidy mozna usunac wtedy, gdy wieksza czesc obecnego elektrolitu skiero¬ wano do elektrod, przyczem koloidy adsor- buja niewielka juz ilosc pozostalych jonów i wedruja wraz z niemi; mozna równiez u- sunac koloidy wczesniej, korzystajac z ich wlasnosci wedrowania z wlasciwemi jo¬ nami.W ten sposób mozna np. usunac calko¬ wicie z wody dowolnego pochodzenia wszelkie zawarte w niej sole lub skladniki zawieszone, jak np. wodorotlenek zelaza, substancje organiczne i t. d. Tak samo moz¬ na rozdzielic bialka na jego skladniki i wytwarzac czyste roztwory pewnych cen¬ nych substancyj, to znaczy usuwac zanie¬ czyszczenia szkodliwe dla fabrykacji np. z roztworów cukru w dowolnem stadjum fabrykacji, z lugów glicerynowych, klejów, zelatyny i L d. Procesy te charakteryzuja sie zasadniczo tern, ze przed calkowitem rozdzieleniem poszczególnych lub wszyst¬ kich skladników roztworu doprowadza sie naprzód stezenie jonów wodoru w roztwo¬ rze do scisle okreslonej wartosci najko¬ rzystniejszej do rozdzielania danych skladników.Wodne zawiesiny, zawierajace rozpu¬ szczone sole lub koloidy, mozna oczyscic takze miedzy diafragmami, elektryzujac ie tak dlugo, az sie osiagnie stezenie jodów wodoru najkorzystniejsze dla wydziela¬ nia wymienionych skladników, Oddziele¬ nie lub stracenie zawiesiny mozna potem przeprowadzic jedna ze znanych metod.Zastosowanie diafiragmy jest konieczne w tym specjalnym przypadku, gdyz produk¬ ty rozkladu, powstajace wskutek elektro¬ lizy, musza byc usuniete z zawiesiny.Wytworzenie pozadanego stezenia jo¬ nów wodoru mozna przyspieszyc, przepro¬ wadzajac proces przy odpowiedniej tempe¬ raturze, np. przez zastosowanie ogrzewa¬ nia, gdyz temperatura wplywa równiez na stezenie jonów.Obojetne jest, czy przerabia sie mate- rjaly surowe czy produkty otrzymane jed¬ na ze znanych metod.Dalszym przykladem moze byc garbo¬ wanie skór zwierzecych garbnikami orga- nicznemi lub nieorganicznemi.Przykladem rozdzielania bialek na róz¬ ne skladniki moze byc surowica lecznicza.Surowica (Immuniserum) z odpowiednich zwierzat sklada sie z mieszaniny rozpu¬ szczonych cialek bialka, produktów rozkla¬ du bialka lipoidów, soli krwi oraz resztek toksyny wzglednie antigeny uzytej do im- munizowania. Jedyna frakcja bialka, za¬ wierajaca wlasciwe bialka lecznicze, jest pseudoglobulina. Wytwarzanie czystej pseu- doglobuliny polega na usuwaniu englobu¬ linów zawierajacych resztki antigeny i wy¬ wolujacych tern samem zjawiska anafilak- cji i zachorzen spowodowanych przez se¬ rum. Oddzielenie albuminów, które nie za¬ wieraja cialek leczniczych, jak produkty rozkladu bialka, lipoidy, sole krwi i t. d. jest gwarancja otrzymania trwalej pseu- doglobuliny. Przez usuniecie albuminów i englobulinów zmniejsza sie znacznie za¬ wartosc bialka w roztworze pseudoglobuli- ny, co jest równiez bardzo korzystne. Pró¬ by wykazaly, ze rozdzielanie wymienio¬ nych substancyj bialkowych na ich sklad¬ niki jest bardzo latwe, jezeli w roztworze stezenie jonów wodoru jest odpowiednie.Przyklad. Szkodliwe albuminy usuwa sie naprzód zapomoca srodków chemicz¬ nych i L d. (pólnasycenie siarczanem amo¬ nu). Odsaczona mieszanina englobulinów i pseudoglobulinów, oczyszczona juz przy tym sposobie postepowania takze od znacz¬ nej czesci zwyklych zanieczyszczen musi byc teraze rozlozona na dwa skladowa ko¬ loidy: englobuline i pseudoglobulLae. Piró* — 4 —by wykazaly, ze mozna to uskuteczniac przy stezeniu jonów wodorowych wyno- szacem ofcolo pif 6, 4, bo wtedy englobuli- ny wydzielaja sie tak, ze mozna je usunac dowolnym sposobem, np. zapooioca wirów¬ ki, natomiast pseudoglobulina pozostaje w roztworze.W wielu przypadkach stezenie jonów wodorowych, istniejace juz w roztworze, bedzie wyzsze od stezenia najkorzystniej¬ szego dla calkowitego lub czesciowego wy¬ dzielenia skladników. Chcac otrzymac po¬ zadane stezenie jonów wodoru elektryzuje sie taki roztwór stalym pradem pomiedzy diafragmami wlaczonemi przed elektrody tak dlugo, az wskutek przechodzenia jo¬ nów wodoru stezenie zmaleje do pozada¬ nej wielkosci. Jony wzglednie koloidy, które przeszly przez diafragmy do prze¬ strzeni elektrodowych, usuwa sie przez plókanie.Tak np. przy oczyszczaniu surowicy leczniczej usuwa sie przez uprzednia elek¬ trolize sole (siarczan amonowy) dodane w celu stracenia albuminów, lub substancje pochodzace z normalnej krwi. Produkty elektrolizy trzeba oczywiscie usuwac z przestrzeni elektrodowych w sposób cia¬ gly lub okresowy.Czasem moze zachodzic potrzeba do¬ prowadzania pewnych domieszek w czasie elektrolizy, np, kwasów, soli lub zaisad, które sa konieczne do osiagniecia pozada¬ nego stezenia jonów wodoru. Tak np. mo¬ ze sie zdarzyc, ze przy oczyszczaniu serum stezenie jonów wodoru spadnie ponizej, lub przekroczy najkorzystniejsza wiel¬ kosc, wskutek czego englobuliny wejda znowu czesciowo do roztworu, albo tez pseudoglobuliny zaczna sie wydzielac, tak ze trzeba dociac domieszki (kwasy, sole lub zasady) odpowiadajace warunkom za¬ chodzacym w danym przypadku.Ponizej podano przyklad elektro-osmo- tycznej przeróbki surowicy dyfterycznej: przerabiano 8100 cm3 surowej surowicy o zawartosci bialka 6,99%, przyczem o- trzymano 400l krotna surowice (to znaczy w 1 cm3 400 jednostek) oraz 503 krotn-3 + 3r wiec przyjeto surówke jako 450 krot¬ na.Przerabiano 8,100 cm3 surowej surowi-* cy rozcienczonej do 12,100 cm3. Poniewaz nasycenie mialo wynosic 52%, wiec doda¬ no 13,060 cm3 siarczanu amonowego. Po skupieniu sie globuliny w kulki zastosowa¬ no przesaczenie zapomoca prózni przez u- twardzome filtry, poczem globuline, która osiadla na filtrach w postaci wilgotnych bryl, uwolniono od siarczanu amonowego pomiedzy plytami z glinki, tak ze otrzyma¬ no przefircyste kruche plytka. Plytki te zdjeto z plyt glinkowch i rozpuszczono w wodzie, otrzymujac 1460 cm3 roztworu, Domieszka octanu borowego wynosila 0,5 cm3 20% -go roztworu octanu borowego na om3 roztworu globuliny, t. j. 730 cm3, a ra¬ zem 2140 cm3 (1460 + 730), poczem do¬ dano 510 cm3 wody plóczkowej z siarcza¬ nem borowym, otarzymujac w ten sposób 2700 cm3 roztworu, który poddano osmo¬ zie. Przyrzad do osmozy (powierzchnia elektrod 900 cm2 uzyto przy posredniem napieciu 131 wolt i natezeniu 2,44 A —4,24 kwg. Przy straceniu englobuliny (stezenie jonów wodoru 6,4 H, 0,1 A 220 wolt, 23°C) przetrwano proces, roztwór bialka wolny od soli odciagnieto, a po okolo 15 godzinach odwirowano i odlano. Otrzymano 2500 cm3 pseudoflobuJliny, która zmieszano z woda plóczkowa englobuliny, przez dodanie NaOH osiagnieto 7,8 p H, dodano soli 0,85% i fenolu 0,25%. Koncowy produkt: 300 cm3 roztworu pseudoglobuliny z zawar¬ toscia 10.85% bialka. Wydajnosc ze zwie¬ rzecia byla: 900 krotna+6, 1000 lkrotna+3, 1100 krotna + 2. Przyjeto 900 krotna war¬ tosc surowicy. Przy obliczeniu na 1 g bial¬ ka zawierala surowica surowa 6440 jedno¬ stek antitoksyny, czyli 3,240.0:0 jednostek antitoksyny na 566^19 g bialka. 1 ^pseudo¬ globuliny zawiera 830 jednostek antitoksy- — 5 —ny. Uzyskano 2700.000 jednostek antito— ksyny w 325,5 g pseudoglobuliny.Innym przykladem moze byc oczy¬ szczanie soków cukrowych i lugów glicery¬ nowych; niezaleznie od pochodzenia (bu¬ raki, trzcina) soki cukrowe zawieraja bez¬ posrednio po dyfrazji sole organiczne i nie¬ organiczne, bialka, barwiki i t. d. Trudnosc oczyszczania tego roztworu komplikuje wyrób cukru, wzglednie rafinerje. Przy odparowywaniu zanieczyszczonych roz¬ tworów steza sie nietylko cukier, lecz i za¬ nieczyszczenia. Wprawdzie czesc tych za¬ nieczyszczen usuwa sie przez saiurowanie, lecz mimo to pozostaje w lugu koncowym tyle zanieczyszczen, ze praktycznie nie o- trzymuje sie chemicznie czystego cukru, lecz tak zwany cukier drugorzedny i wresz¬ cie melase.W tym przypadku stwierdzono rów¬ niez, ze mozna cukier oczyscic od szkodli¬ wych domieszek, jak koloidalne substan¬ cje bialkowe i produkty ich rozkladu, bar¬ wiki i t. d., wytwarzajac w roztworze cu¬ kru scisle okreslone stezenie jonów wodo¬ ru, nieprzekraczajace pewnych granic cha¬ rakterystycznych dla rozdzielania tych wlasnie skladników roztworu.Proces odbywa sie w ten sposób, ze roztwór cukru elektryzuje sie pradem sta¬ lym pomiedzy diafragmami az do osiagnie¬ cia pozadanego (charakterystycznego) ste¬ zenia jonów wodoru, bo wtedy zanieczy¬ szczenia wedruja z pradem, albo tez two¬ rza klaczki, a pozostaly roztwór cukru jest praktycznie chemicznie czysty. Takze i w tym przypadku stwierdzono, ze nie potrze¬ ba czekac az zanieczyszczenia usuna sie calkowicie, wzglednie przemienia sie w zu¬ pelnosci na klaczki, lecz mozna odrazu przerabiac wytworzone w ten sposób roz¬ twory zapomoca materjalów oczyszczaja¬ cych uzywanych w cukrownictwie, jak we» giel zwierzecy i inne srodki adsorbcyjne, aby w ten sposób usunac z nich zanieczy¬ szczenia. Oczyszczenie nie byloby tak do¬ kladne, gdyby uzyto do oczyszczania tyl¬ ko srodków adsorbcyjnych bez wytwarza¬ nia chrakterystycznego stezenia jonów wo¬ doru.Podobne warunki zachodza przy oczy¬ szczaniu lugów glicerynowych, lub innych roztworów substancyj chemicznych, które ma sie otrzymywac w stanie czystym i któ¬ re sa zanieczyszczone bialkiem, produkta¬ mi jego rozkladu, solami, kwasami orga- nicznemi lub nieorganicznemi. Dotyczy to naprzyklad wyrobu cukru mlekowego z serwatki, kwasu cytrynowego lub winowe¬ go z produktów naturalnych, oczyszczania cukru gronowego, wyrobu -skrobji i tym po¬ dobnych.Zupelnie inne pole zastosowania wyna¬ lazku przedstawia wytwarzanie kauczuku z lateksu. W tym przypadku zalezy mniej na usuwaniu zanieczyszczen, a raczej na wydzieleniu kauczuku z lateksu. Dotych¬ czas odbywa sie to przy pomocy domiesz¬ ki kwasów lub zapomoca substancyj orga¬ nicznych dzialajacych na cienkie warstwy lateksu. Do wydzielania kauczuku z latek¬ su moznaby oczywiscie uzyc elektrycznego pradu stalego, który powoduje wedrówke koloidalnego kauczuku. Takze i w tym przypadku oddzielanie sie kauczuku przez wedrówke z pradem elektrycznym jest najlepsze przy scisle okreslonem, charakte- rystycznem stezeniu jonów wodoru.Najkorzystniejsze stezenie jonów wo¬ doru mozna dla kazdego przypadku na¬ przód obliczyc lub wyznaczyc przez pró¬ by, opierajac sie na tern, ze skladniki za¬ warte, w mieszaninie mozna rozdzielac lub usuwac (zdysocjowane lub rozpuszczone koloidalnie) tylko wtedy, gdy stezenie jo¬ nów wodoru osiagnelo pewna okreslona wartosc, charakterystyczna clla kazdego poszczególnego przypadku.Moze oczywiscie zajsc taki przypadek, ze w przerabianej cieczy surowej znajduja sie juz elektrolity potrzebne dla procesu adsorbeji, zmieszane z innemi elektrolita- _ 6 —mi, albo tez w surowej cieczy znajduja sie tylko nieprzydatne elektrolity, W takim przypadku trzeba usunac z cieczy nieodpo¬ wiednie elektrolity znanemi srodkami, wiec np. zapomoca srodków chemicznych, które z temi elektrolitami tworza nierozpu¬ szczalne zwiazki. PL