PL18311B1 - Sposób oczyszczania roztworów nadtlenku wodoru zapomoca elektrolizy. - Google Patents

Description

Oczyszczanie, zwlaszcza usuwanie kwa¬ su z technicznego roztworu nadtlenku wo¬ doru, który stale zawiera pochodzace z fa¬ brykacji mniejsze lub wieksze ilosci kwa¬ sów i zwykle metalowe zanieczyszczenia, nastrecza w praktyce znaczne trudnosci. W celu oczyszczenia roztworów nadtlenku wo¬ doru stosowano dotychczas przewaznie de¬ stylacje w prózni. Sposób ten wykazuje jednak pewne niedogodnosci: wymaga on kosztownych urzadzen i prowadzenie go jest równiez kosztowne, ponadto nie daje on nigdy produktów o wysokim stopniu czy¬ stosci, zwlaszcza, gdy roztwory wyjsciowe zawieraja zanieczyszczenia lotne, np. kwa¬ sy lotne. Istota sposobu oczyszczania tech¬ nicznych roztworów nadtlenku wodoru we¬ dlug wynalazku niniejszego polega na tern, ze roztwór przeznaczony do oczyszczenia poddaje sie elektrolizie, jako ciecz anodo¬ wa lub katodowa w ogniwach zaopatrzo¬ nych w przepone. Skoro rozchodzi sie o za¬ nieczyszczenia, które wedruja do katody, np. jony metali, wówczas roztwór traktuje sie jako ciecz anodowa; o ile zas nalezy u- sunac aniony, np. w przypadku usuwania kwasów, wówczas roztwór poddaje sie elek¬ trolizie jako ciecz katodowa. Traktujac ciecz kolejno jako ciecz anodowa i katodo¬ wa, mozna z niej usunac zanieczyszczenia o charakterze elektrododatnim i elektrou- jemnym. Sposób umozliwia ponadto wpro¬ wadzenie do roztworu podczas elektrolizy wskutek wedrówki jonów cial, których o-becnosc w elektrolitycznie oczyszczonym ; roztworze jest pozadana. Przy stykaniu sie roztworów nad|lfenku wodoru z anoda lub z katoda^zntiiiejszenie stezenia tlenu nadspodziewanie nie naste¬ puje, nawet wtedy, gdy .stezenie to jest znaczne. Aby zjawisko to mozna bylo wy- tlomaczyc, nalezy przyjac, ze na elektro¬ dach wytwarzaja sie poduszki z gazu, które dzialaja jako ochronne warstwy posrednie, wskutek czego_Jja^et przy uzyciu elektrod platynowych n& pawistaja straty widoczne spowodowane rozkladem katalitycznym.Gdy oczyszczany roztwór nadtlenku wo¬ doru tworzy ciecz katodowa, wówczas jako ciecz anodowa mozna zastosowac, np., za¬ kwaszona wode destylowana. Korzystnie jest jednak jako ciecz anodowa stosowac roztwór nadtlenku wodoru w przyblizeniu o takiem samem stezeniu, aby zapobiec spad¬ kowi stezenia wskutek dyfuzji. Skoro roz¬ twór nadtlenku wodoru nalezy oczyszczac anodowo, wówczas jako ciecz katodowa mozna stosowac równiez wode destylowa¬ na, która w tym przypadku, np. przez do¬ danie alkalicznych elektrolitów, czyni sie zdolna do przewodzenia, lub roztwór nad¬ tlenku wodoru o takiem samem stezeniu.Skoro roztwór H202 po usunieciu zen kwa¬ sów przez traktowanie go jako cieczy kato¬ dowej, zechce sie oczyszczac jeszcze ano¬ dowo, wówczas jako ciecz katodowa zaleca sie stosowac cfcysty rozcienczony kwas fo¬ sforowy, lub roztwór fosforanu albo pyrofo- sforanu; elektrolit wywolujacy przewodnic¬ two roztworu spelnia w tym przypadku jednoczesnie zadanie stabilizatora dla o- czyszczanego roztworu, do którego wpro¬ wadza sie przez wedrówke jonów.Napiecie i natezanie pradu w ogniwie zaleza od uzytej aparatury i wlasnosci roz¬ tworu wyjsciowego i nalezy je okreslic za- pomoca prób odpowiednio do zamierzone¬ go celu.Sposób wykazuje bardzo umiarkowane zuzycie pradu i mniejsze strafy czynnego tlenu, niz przy oczyszczaniu zapomoca de¬ stylacji. Traktowanie roztworu H202 jako cieczy katodowej, prowadzi do calkowitego usuniecia kwasów, czego osiagnac nie moz¬ na, nawet z&pomoca oczyszczania elektroo- smotycznego, w rodzaju oczyszczania wo¬ dy, przy którem ciecz podlegajaca oczy¬ szczaniu znajduje sie w komorze posred¬ niej oddzielonej od komór anodowej i ka¬ todowej przeponami. Roztwory w tym przy¬ padku sa jednoczesnie uwalniane od zanie- . czyszczen metalicznych, np. zelaza, które osadza sie na katodzie. Równiez mozna u- sunac w wysokim stopniu z roztworu ] wszystkie kationy, zwlaszcza zelazo.Sposób mozna przeprowadzic w jednem jedynem ogniwie lub mozna stosowac pew¬ na ilosc ogniw polaczonych serjami. W tym ostatnim przypadku w celu oczyszczenia anodowego roztwór nadtlenku wodoru prze¬ plywa z jednej komory anodowej do komo¬ ry anodowej ogniwa wlaczonego za niem, podczas gdy ciecz katodowa zostaje uzu¬ pelniana najkorzystniej tylko przez dyfu¬ zje i elektrolityczne przenoszenie. Oczy¬ szczony roztwór odprowadza sie z komory anodowej ostatniego ogniwa; w cieczy kato¬ dowej ostatniego ogniwa znajduja sie za¬ nieczyszczenia usuniete elektrolitycznie.Przy oczyszczaniu katodowem caly proces przebiega w kierunku odwrotnym.Szybkosc przeplywu ustala sie najko¬ rzystniej w ten sposób, ze roztwór trakto¬ wany opuszcza ostatnie ogniwo w stanie calkowicie oczyszczonym. Napiecie wzrasta od ogniwa do ogniwa stale, aby w ostatniem ogniwie, gdzie osiaga sie calkowite oczy¬ szczenie roztworu, wzrosnac nagle. Gdyby jednak napiecie w ostatniem ogniwie nie wzroslo w stopniu dostatecznym, tak izby mozna uniknac niebezpieczenstwa dyfuzji w kierunku odwrotnym, wówczas nalezy wy¬ wolac odpowiedni wzrost napiecia przez zmiane elektrolitycznych warunków, np przez wylaczenie z szeregu jednego z ogniw poprzedzajacych. — 2 —Skoro w przypadku oczyszczania kato¬ dowego roztworów zanieczyszczonych kwa¬ sami niema w nich dostatecznej ilosci ka¬ tionów, któryby po wyladowaniu elektroli- tycznem przechodzily ponownie do roztwo¬ ru, lub w przypadku oczyszczania anodo¬ wego roztworów zanieczyszczonych meta¬ lami aniony sa obecne w ilosci niedostatecz¬ nej, wówczas mialoby to ten skutek, ze przewodnictwo odnosnych elektrolitów w miare wzrastania stopnia czystosci roztwo¬ ru spadloby ponizej niezbednej wartosci.Wedlug wynalazku w jednym przypadku wprowadza sie do elektrolitu odpowiednie kationy, w drugim zas dodatkowe aniony, a mianowicie w ilosciach nieznacznych i w postaci zwiazków, których jon przeciwny nie zanieczyszcza roztworu. Skoro, np,, na¬ lezy uwolnic calkowicie od kwasów roz¬ twór kwasny H202, który przytem nie za¬ wiera jonów alkalicznych lub ziem alka¬ licznych, Wówczas nalezy, dodajac bardzo nieznaczne ilosci jonów alkalicznych lub ziem alkalicznych, np. w postaci wodoro¬ tlenków, baczyc, aby pod koniec elektrolizy roztwór posiadal dostateczne przewodnic¬ two.Przyklad I. Oczyszczanie katodowe roztworu nadtlenku wodoru zawierajacego okolo 30% H202 i wykazujacego ogólna kwasowosc (kwas siarkowy i kwas solny) 0,1%. Do elektrolizy sluzy ogniwo przepo¬ nowe z komora katodowa o pojemnosci 400 cm3 i komora anodowa o pojemnosci 100 cm3. Komore katodowa napelnia sie roztwo¬ rem, do którego dodaje sie NaCH w ilosci bardzo malej (slady). Do komory anodowej wprowadza sie roztwór w wodzie destylo¬ wanej chemicznie czystego kwasu siarko¬ wego 1 — 2% lub taka sama ilosc roztworu nadtlenku wodoru o stezeniu równem ste¬ zeniu roztworu oczyszczanego. Jako kato¬ da sluzy pret grafitowy, jako anoda blacha platynowa. Równiez cyna, glin, nikiel lub stal specjalna daja sie stosowac jako kato¬ dy. Przez ogniwo przepuszcza sie prad o- kolo 0,25 amp., który zachowuje swe nate¬ zenie, dopóki ciecz katodowa nie uwolni sie od kwasów. Napiecie ogniwa w warunkach przytoczonych wynosi na poczatku elektro¬ lity, np., 15 woltów i wzrasta przy calkowi- tem oczyszczeniu w przyblizeniu do 45 woltów. Roztwór nadtlenku wodoru, wyka¬ zujacy przed oczyszczaniem pozostalosc po zarzeniu okolo 0,25%, wykazal po oczy¬ szczeniu 0,01%, przyczem w roztworze nie mozna bylo analitycznie stwierdzic ani kwa¬ su solnego ani siarkowego^ Przyklad II.s Oczyszczanie anodowe roztworu nadtlenku wodoru o 15% H202, zawierajacego, jako zanieczyszczenia, kata¬ litycznie czynne jony metalów. Stosuje sie taka sama aparature, jak w przykladzie I, z ta tylko róznica, ze blacha platynowa sluzy jako anoda i jako katoda; równiez i sila pradu jest taka sama. Roztwór H202 w tym przypadku wprowadza sie do komory ano¬ dowej, która tu stanowi wieksza komora elektrodowa. Do komory katodowej wpro¬ wadza sie destylowana wode, zawierajaca nieco kwasu fosforowego. Jony metalów wedruja do katody i w ten sposób sa usu¬ wane z cieczy anodowej. Wskutek wedrów¬ ki jonów przechodzi do cieczy anodowej jednoczesnie nieco kwasu fosforowego, któ¬ rego obecnosc w roztworze wzmaga jego trwalosc. W ten sposób z roztworów wyj¬ sciowych, nawet bardzo bogatych w metale, daja sie usunac jony metalów tak dalece, iz potem roztwory posiadaja znakomita trwa¬ losc.Przyklad III. Zapomoca kolejnego traktowania roztworów wedlug przykladu I i II otrzymuje sie je w stanie nadzwyczaj czystym. Nadaja sie one zwlaszcza do ce¬ lów leczniczych i przytem sa nieogranicze- nie trwale. PL

Claims (9)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób oczyszczania roztworów nad¬ tlenku wodoru, znamienny temf z? roztwór — 3 —przeznaczony do oczyszczania poddaje sie elektrolizie w ogniwie przeponowem, jako ciecz katodowa lub anodowa.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze roztwór poddaje sie elektrolizie w dowolnej kolejnosci, jako ciecz katodowa i jako ciecz anodowa.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze ciala, których obecnosc w oczyszczonym elektrolitycznie roztworze jest pozadana, wprowadza sie don podczas elektrolizy zapomoca wedrówki jonów.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze jako drugi elektrolit stosuje sie roztwór nadtlenku wodoru o stezeniu roztworu takim samym, jak i roztwór, któ¬ ry ma sie oczyszczac, a to w celu mozliwe¬ go zapobiezenia stratom stezenia przez dy¬ fuzje.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tern, ze jako ciecz katodowa stosuje sie rozcienczony kwas fosforowy lub roz¬ twór fosforanu albo pyrofosforanu.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 — 5, zna¬ mienny tern, ze roztwór oczyszczany prze¬ puszcza sie, zasilajac go stale, przez kilka wlaczonych w szereg ogniw, przeprowadza¬ jac go z komory anodowej do komory ano¬ dowej, wzglednie z komory katodowej do komory katodowej.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tern, ze elektrolit gromadzacy zanieczy¬ szczenia dopelnia sie jedynie na skutek dy¬ fuzji i elektrolitycznego przenoszenia.
8. 8. Sposób wedlug zastrz. 1 — 7, zna¬ mienny tern, ze w ogniwie ostatniem otrzy¬ muje sie napiecie, zapomoca którego zapo¬ biega sie dyfuzji powrotnej zanieczyszczen do oczyszczonego roztworu.
9. 9. Sposób wedlug zastrz. 1 — 8, zna¬ mienny tern, ze w przypadku katodowego oczyszczania zanieczyszczonych przez kwa¬ sy roztworów, które nie zawieraja w ilosci dostatecznej kationów, któreby po wylado¬ waniu elektrolitycznem przechodzily zpo- wrotem do roztworu, lub w przypadku o- czyszczania anodowego zanieczyszczonych metalami roztworów, w których niema do¬ statecznej ilosci anionów, wprowadza sie do elektrolitu w jednym przypadku odpo¬ wiednie kationy, w drugim zas — dodatko¬ wo aniony, mianowicie, w ilosciach bardzo malych i w postaci zwiazków, których jon przeciwny nie zanieczyszcza roztworu. Oesterreichische Chemische Werke Gesellschaft m. b. H. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. :; T <=¦KA! Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL