Wynalazek niniejszy dotyczy proce¬ sów otrzymywania, wydzielania albo oczy¬ szczania soli, roztworów solnych i innych roztworów oraz umozliwia wykonywanie tych procesów zapomoca materjalów, za¬ wierajacych odpowiednie ciala, wymienia¬ jace zasady, bez stosowania ciepla.Wiadomo, ze materjaly, zdolne do wy¬ miany zasad, zarówno sztuczne jak i natu¬ ralne (np. zeolity, glaukonity, harmotomy), moga wymieniac swe katjony z katjonami, zawaitemi w bardzo rozcienczonych roz¬ tworach wodnych. Ostatnio wykryto, ze te wlasciwosc hydrokrzemianów glinowych, która juz wyzyskano do zmiekczania wo¬ dy, sluzacej do zasilania kotlów, posiadaja równiez katjony potasowcowe lub wap- niowcowe. Stwierdzono, ze te ciala reagu¬ ja równiez z jonami metali ciezkich, przy- czem zdolnosc wymiany katjonów jest, wbrew dotychczas panujacej opinji, nieza¬ lezna od stezenia tych katjonów w roz¬ tworach wodnych i to w granicach dosc szerokich. Umozliwia to zastosowanie cial, wymieniajacych zasady, do otrzymywania oddzielania i oczyszczania dosc duzej licz¬ by rozmaitych soli. Dzidki tej wlasciwosci mozna przeprowadzac miedzy roztwora¬ mi soli reakcje ilosciowe lub stechiome- tryczne, to jest reakcje, w których sole, wystepujace w stosunkach,- odpowiadaja¬ cych ich ciezarom czasteczkowym (ewen-tualnie podzielonym przez wartosciowosc kwasu lub metalu, wchodzacego w sklad soli) ruguja ze ^otla c^l^uiwicie, dajac wy- lac^ie-pcod^t," przewidziany przez rów¬ nanie, i W roztworze nie pozostaje zadna z soli pierwotnych; to samo nastepuje nawet w przypadku, gdyby zmieszano, bez obec¬ nosci cial, wymieniajacych zasady, dwa roztwory i gdyby to doprowadzilo do rów¬ nowagi, przy której istnieje mozliwosc wytworzenia czterech soli.Mozna fo objasnic ponadto i w ten spo¬ sób, ze w tym ostatnim przypadku oparlo¬ by sie na reakcji: MR + mr ~^ Mr + mR; stosujac zas ciala, wymieniajace zasady: MR + mr = Mr + mR.Wynalazek niniejszy pozwala otrzymy¬ wac i wyosobniac w stanie wysokiej czy¬ stosci dwie sole w postaci osobnych roz¬ tworów przy uzyciu, jako materjalu wyj¬ sciowego, dwóch innych soli, nawet wów¬ czas, jesli wspomniane cztery sole sa do¬ skonale rozpuszczalne w wodzie. Zapomo- ca tych cial staje sie mozliwem otrzymy¬ wanie z wydajnoscia istotnie teoretyczna cyjanku potasu z cyjanku sodowego i chlor¬ ku potasowego, przyczem jako produkt u- boczny otrzymuje sie chlorek sodowy. Po¬ dobnie mozna otrzymywac ilosciowo azo¬ tan potasu z azotanu wapniowego i chlor¬ ku potasowego.Sposób wedlug niniejszego wynalazku wykonywa sie w praktyce, nasycajac naj¬ pierw ciala, wymieniajace zasady, które nalezy stosowac w odpowiedniej postaci ziarnistej, jednym z katjonów, przeznaczo¬ nym do reSkcji; nastepnie przez to cia¬ lo przepuszcza sie roztwór, zawierajacy znacznie mniejsza ilosc drugiej soli, która ma wejsc w reakcje, potem przez to cialo przepuszcza sie powoli w postaci roztwo¬ ru taka ilosc pierwszej soli, t. j. soli, sto¬ sowanej no nasycania, która jest stechio- metrycznie równowazna ilosci drugiej soli.Te dwa ostatnie zabiegi mozna naprze- mian powtarzac tak czesto, jak to jest po¬ zadane, j3i roztwory solne, zebrane osobno, mozna w razie potrzeby stezac.Proces ten nie jest procesem katalitycz¬ nym; proces przesuwa równowage reakcji w srodowisku niejednolitem, poniewaz wla¬ sciwa reakcja odbywa sie tu czesciowo w ciele, wymieniajacem zasady.Pewne katjony zasad slabych, jak ze¬ lazo, i pewne zasady organiczne nie reagu¬ ja zbyt latwo z cialami, wymieniajacemi zasady. W tym przypadku dobre wyniki mozna otrzymac badzto lekko zakwasza¬ jac roztwór, badz tez stosujac bardziej kwasne ciala, wymieniajace zasady, jak boro-hydro - krzemiany, chromo - hydro- krzemiany, cyrkono-hydro-krzemiany lub glino-hydro-krzemiany, zwiazane z temi pochodnemi metalowemi.Powyzszy proces mozna równiez zasto¬ sowac do rozdzielania roztworów solnych dwóch lub kilku katjonów i do oczyszcza¬ nia tych soli.Oczywiscie te ciala, wymieniajace za¬ sady, nie wymienia swych ruchomych ka¬ tjonów z katjonami roztworu, jezeli odpo¬ wiednie katjony nie róznia sie; jest rzecza jasna, ze roztwór, zawierajacy dwa katjo¬ ny, z których jeden jest identyczny z ka- tjonem ciala wymieniajacego zasady, be¬ dzie reagowal z tym cialem jedynie w ten sposób, iz rozpuszczona sól, zawierajaca ten sam katjon, nie wejdzie w reakcje z tym ostatnim, podczas gdy drugi katjon reagu¬ je calkowicie z cialem wymieniajacem za¬ sady.Rozdzielanie i oczyszczanie soli w po¬ staci ich roztworów zapomoca cial, wymie¬ niajacych zasady, moze, zgodnie z niniej¬ szym wynalazkiem, odbywac sie w naste¬ pujacy sposób.Cialo, wymieniajace zasady, nasyca sie calkowicie roztworem soli czystej, otrzy¬ manej badzto w zabiegu poprzednim, badz — 2 —tez przygotowanej specjalnie. Nastepnie przez cialo, wymieniajace zasady, przepu¬ szcza sie powoli przeznaczony do obróbki roztwór dwóch soli, z których jedna posia¬ da taki sam katjon, co i cialo, wymieniaja¬ ce zasady, albo tej przepuszcza sie roztwór soli, zawierajacy zanieczyszczenia. Naste¬ puje podstawienie katjonów roztworu ka- tjonami ciala, wymieniajacego zasady, które pochlania katjony z roztworu, uwal¬ niajac jednoczesnie równowazna ilosc wla¬ snych katjonów, identycznych z pozostaja- cemi w cieczy, W ten sposób ciecz opu¬ szcza cialo, wynreniajace zasady, posiada¬ jac jeden rodzaj katjonów, w postaci roz¬ tworu soli czystej (w przypadku istnienia jednego tylko anjonu). Skoro cialo, wymie¬ niajace zasady, zostanie nasycone katjo- nem, towarzyszacym katjonowi glównemu, t. j. zanieczyszczeniami, albo, inaczej mó¬ wiac, skoro roztwór zacznie ponownie za¬ wierac katjony obce, mozna cialo, wymie¬ niajace zasady, tak przemyc, zeby nie za¬ wieralo juz omawianej soli, a katjony, re¬ prezentujace zwiazek niepozadany, zmie¬ szany z sola, lub zanieczyszczenia tej soli, mozna usunac, badzto zapomoca soli pota- sowca, badz tez zapomoca czesci czystego roztworu czystej soli glównej; w tym przy¬ padku roztwór ten regeneruje cialo, wy¬ mieniajace zasady, i przywraca mu zdol¬ nosc do ponownego dzialania oczyszcza¬ jacego.Ten proces oddzielania i oczyszczania mozna w praktyce stosowac w wielu przy¬ padkach: podczas otrzymywania czystych i wolnych od niklu soli kobaltowych z prze¬ myslowych soli kobaltowych, zawieraja¬ cych nikiel jako zanieczyszczenie; do o- trzymywania czystych soli potasowych z mieszanin soli potasowcowych, otrzymywa¬ nych w kopalniach potazu; do otrzymywa¬ nia wolnego od zelaza siarczanu glinowego z handlowego siarczanu glinowego; do roz¬ dzielani zasad organicznych, których roz¬ dzielanie jest trudne lub niezupelne przy zastosowaniu znanych dotychczas proce¬ sów teclmicznycl^ np, do rozdzielania amin izomerycznych, do rozdzielania mie¬ szanin alkaloidów, otrzymywanych syn¬ tetycznie lub przez ekstrakcje, których rozdzielanie jest dotychczas bardzo skom¬ plikowane.Reakcja cial, wymieniajacych zasady, z katjonami w roztworze wodnym podlega prawu ekstrakcji substancyj, rozpuszczo¬ nych w jednym rozpuszczalniku, drugim rozpuszczalnikiem, niemieszajacym sie z pierwszym. A zatem katjon, rozpuszczony w postaci soli w wodzie, jest wyciagany z tego roztworu zaportioca rozpuszczalnika, niemieszajacego sie z woda, t, j. zapomoca ciala, wymieniajacego zasady. Ta ekstrak¬ cja podlega bardzo scisle prawom, wykry¬ tym przez Berthelofa, rzadzacym wszel¬ kiego rodzaju procesami ekstrakcji. W tym specjalnym przypadku (wymiany zasad) ekstrakcji towarzyszy z chemicznego punk¬ tu widzenia wymiana katjonu, wyciagane¬ go z roztworu przez katjon, zawarty w cie¬ le, wymieniajacem zasady, i to ogranicza ilosciowo ten proces chemiczny. Wskutek tego do ilosciowego usuniecia katjonu z roz¬ puszczalnika potrzebny jest pewien nad¬ miar rozpuszczalnika ekstrahujacego, da¬ jacy sie dokladnie wyliczyc na podstawie prawa ekstrakcji, wykrytego przez Berthe- lota, W przypadku, gdzie cialo, wymienia¬ jace zasady, dziala jako rozpuszczalnik ekstrahujacy, a roztwór soli — j&ko roz¬ puszczalnik ekstrahowany, wspólczynnik podzialu jest okreslony przez stezenie, a dokladniej przez wzgledna rozpuszczalnosc obu mozliwych cial, wymieniajacych zasa¬ dy, w danem srodowisku.Fakty te prowadza do nastepujacych wirosków: 1, Do wyekstrahowania gramo-równo¬ waznika katjonu z roztworu wodnego nie¬ zbedny jest pewien nadmiar ciala, wymie¬ niajacego zasady i odgrywajacego role srodka ekstrahujacego. Nadmiar ten moz- — 3 —na oznaczyc litera N, wyrazajaca liczbe równowazników gramowych innych katjo¬ nów, obecnych w ciele, wymieniajacem za¬ sady, i niezbednych do wyekstrahowania gramo-równowaznika katjonów rozpu¬ szczonej soli* Podobnie, do wyekstrahowa¬ nia gramo-równowaznika katjonu ciala, wymieniajacego zasady, trzeba miec ko¬ niecznie nadmiar co najmniej N1 równo¬ wazników gramowych innego katjonu w po¬ staci roztworu wodnego. Te dwie liczby N i N1 zaleza od rozpuszczalnosci obu moz¬ liwych cial, wymieniajacych zasady, w da- nem srodowisku. 2. W roztworze, reagujacym z cialem, wymieniajacem zasady, istnieje sklonnosc do ustalenia sie takiego ilosciowego stosun¬ ku katjonów, jaki istnieje miedzy katjona¬ mi, zwiazanemi przez cialo, wymieniajace zasady, i naodwrót. Wskutek tego tez, jesli roztwór, zawierajacy dwa katjony, prze¬ puszczac przez cialo, wymieniajace zasa¬ dy i zawierajace tylko jeden z nich, to roztwór wykaze sklonnosc do takiej zmia¬ ny skladu, zeby w ciele, wymieniaj acem za¬ sady, znalazly cie dwa katjony, a w roz¬ tworze tylko jeden. Z tego wzgledu, jesli roztwór przepuszczac powoli przez cialo, wymieniajace zasady, to po przejsciu prze¬ zen roztwór pozbawiony bedzie drugiego katjonu, jezeli tylko cialo, wymieniajace zasady, zawiera nadmiar pierwszego ka¬ tjonu, dostateczny do reakcji, i jezeli ostat¬ nia warstwa lub czesc tego ciala nie zosta¬ la zmuszona do oddania pewnej liczby tych katjonów. 3. Jesli roztworem, zawierajacym je¬ den katjon, dzialac na cialo, wymieniajace zasady i zawierajace dwa katjony, z któ¬ rych jeden jest identyczny z katjonem roz¬ tworu, to czesc tego ciala, nasycona tym katjonem, nie reaguje i zachowuje sie tak, jakby jej nie bylo.Po rozwazeniu tych trzech punktów o- raz zasad prawa ekstrakcji jasnem sie sta¬ je, ze o wiele latwiej jest uskutecznic ilo¬ sciowa reakcje miedzy dwiema solami, je¬ sli uzyc mieszanine dwóch cial, wymienia¬ jacych zasady, z okreslonym uprzednio nadmiarem N i N1 gramo-równowazników katjonu ruchomego, w przypadku, w któ¬ rym reakcja ma byc wykonana z równo¬ waznikiem gramowym kazdej soli, wcho¬ dzacej do roztworu.Zgodnie z wynalazkiem, azotan potaso¬ wy mozna otrzymac jak nizej: pewna ilosc cial, wymieniajacych zasady, nasyca sie calkowicie sola potasowa, inna ilosc tych cial nasyca sie podobnie sola wapniowa, liczba ruchomych katjonów w kazdem z tych cial powinna byc dokladnie znana.Poniewaz do uwolnienia w dowolnej chwi¬ li jednego równowaznika gramowego katjo¬ nu potasowego oraz jednego równowazni¬ ka gramowego katjonu wapniowego nalezy uzyc N równowazników gramowych katjo¬ nów potasowych oraz N1 równowazników gramowych katjonów wapniowych w cia¬ lach, wymieniajacych zasady, a zatem trze¬ ba zastosowac urzadzenie, zawierajace te dwa ciala, przyczem jedno z urzadzen po¬ winno zawierac N równowazników gramo¬ wych katjonów potasu a drugie N1 równo¬ wazników gramowych katjonów wapnia.Aby zapomoca tej mieszaniny cial, wymie¬ niajacych zasady, osiagnac zadana reakcje chemiczna, mieszanina ta musi byc rozmie¬ szczona w odpowiedni sposób w urzadze¬ niu, w którem ma sie odbywac reakcja.Rozmieszczenie to okreslone zostalo w punktach 2 i 3.Naczynie, w którem odbywa sie reak¬ cja, moze byc utworzone z pionowej rury, zaopatrzonej na obu swych koncach we wpust i wypust do cieczy. Rure te nalezy zaladowac najpierw w dolnej jej czesci warstwa ciala, wymieniajacego zasady, na¬ sycona calkowicie katjonami potasu; war¬ stwa ta powinna zajmowac okolo Vn cze¬ sci calkowitej objetosci rury. Ponad te warstwe wprowadza sie taka sama ilosc, zawierajaca 90% ciala, wymieniajacego — 4 —zasady, obciazonego potasem i ib% ciala, wymieniajacego zasady, obciazonego wap¬ niem. Nastepna warstwa powinna zawie¬ rac 80% pierwszego ciala i 20% drugiego i tak dalej wgóre, t. j. warstwy coraz to wyzsze powinny zawierac malejace ilosci zasad, obciazonych potasem, az do war¬ stwy ostatniej, czyli najwyzszej, która win¬ na zawierac jedynie czyste cialo, wymie¬ niajace zasady i obciazone wapniem. To szczególne uwarstwienie tych cial zmierza do tego, by roztwór solny, doplywajacy do odpowiedniego konca naczynia, w którem odbywa sie reakcja, napotykal na swej drodze przez te rure, w miare wzrastaja¬ cej gestosci ladunku w rurze, coraz to wieksza liczbe katjonów* przeciwnych te¬ mu, jaki sam zawiera. W celu przemiany 0,95 równowaznika gramowego soli wapnio¬ wej, jak azotanu wapnia, w równowazna i- losc soli potasowej oraz 0,97 równowaznika gramowego soli potasowej (regeneratora) w równowazna ilosc soli wapniowej, odpo¬ wiednie wartosci N i N1 wynosza w przybli¬ zeniu 6 oraz 5. Je&li liczba ruchomych ka- tjonów, zawartych w kazdem z cial, wy¬ mieniajacych zasady, w rurze jest znana i jesli katjony znajduja sie w tych propor¬ cjach, to mozna bezposrednio okreslic ilosc azotanu wapnia albo innej soli wapniowej, dajacej sie przeksztalcic na równowazna ilosc azotanu lub innej soli potasowej w ciagu kazdego zabiegu w wymienionem na¬ czyniu. Jesli prócz tego znana jest ilosc soli wapniowych, przeznaczona do prak¬ tycznie ilosciowej przemiany na równowaz¬ na ilosc soli potasowych to, uwzgledniajac czas, potrzebny do calkowitego wykonania reakcji miedzy roztworem solnym a cialem, wymieniajacem zasady, mozna latwo okre¬ slic wymiary naczynia, w którem ma sie odbywac reakcja. Do rury reakcyjnej, na¬ pelnionej w ten sposób specjalnie dobrana mieszanina dwóch cial, wymieniajacych za¬ sady, laduje sie przez- górny koniec rów¬ nowaznik gramowy azotanu wapnia, roz- jtLSZCzórife|lo iv wodzie. Cialo, wymieniajac ce zasady i obciazone potasem, samo tylko reaguje z tym roztworem, cialo zas, obcia¬ zone wapniem, nie podlega dzialaniu. Po¬ niewaz ostatnia czyli górna warstwa w ru¬ rze jest utworzona wylacznie z ciala, ob¬ ciazonego potasem, roztwór wykazuje sklonnosc do przybierania skladu, w któ¬ rym katjony sa tego samego rodzaje co i katjony ostatniej warstwy. Wreszcie roz¬ twór, wchlonawszy równowaznik gramowy katjonów potasowych z rury wzamian za równowaznik gramowy swych katjonów wapniowych, które pozostawia w rurze, o- puszcza ja, zawierajac obecnie równowaz¬ nik gramowy (dokladnie 0,95 równowazni¬ ka gramowego) azotanu potasowego; roz¬ twór ten mozna stezyc. Jednoczesnie pier¬ wotna liczba N1 gramo-równowazników ciala, wymieniajacego zasady i obciazone¬ go potasem, zostaje zwiekszona o jeden gramo-równowaznik katjonów wapnio¬ wych, które roztwór pozostawil w rurze, wobec czego po pierwszem przejsciu roz¬ tworu solnego rura zawiera N1 + / gramo- równowazników cial, wymieniajacych za¬ sady i obciazonych wapniem. Po tern przej¬ sciu pierwszego roztworu czyli roztworu soli wapniowych odwraca sie rure po prze¬ myciu tak, zeby jej górna czesc stala sie czescia dolna. Nastepnie do rury laduje sie roztwór drugi czyli regeneracyjny, za¬ wierajacy równowaznk gramowy potasu w postaci chlorku potasowego. Ciecz ta posu¬ wa sie obecnie w kierunku przeciwnym wzgledem przeplywu cieczy poprzedniej, a to wskutek odwrócenia rury. Obecnie rea¬ guje nie cialo, wymieniajace zasady i ob¬ ciazone potasem, lecz cialo, obciazone wap¬ niem i znajdujace sie w nadmiarze (N1Jr\ równowaznik gramowy wapnia zamiast N1) wiaze równowaznik gramowy potasu, prze¬ prowadzajac równowaznik gramowy katjo¬ nu wapniowego do roztworu; ten ostatni, praktycznie pozbawiony potasu, opuszcza rure w postaci CaCl2. A zatem roztwór - 5 —chlorku potasowego usunal równowaznik gramowy wapnia, wprowadzony uprzednio do rury w postaci azotanu wapnia, oraz za¬ stapil wspomniany równowaznik gramowy równowaznikiem gramowym potasu, do¬ prowadzajac w ten sposób zawartosc rury do jej pierwotnego stanu, w którym zawie¬ rala ona w cialach., wymieniajacych zasa¬ dy, N równowazników gramowych katjo- nów potasu i N1 równowazników gramo¬ wych katjonów wapnia, dokladnie tak sa¬ mo, jak przed przejsciem obu roztworów solnych. Jednakze rozmieszczenie czyli po¬ dzial obu cial, wymieniajacych zasady, jest nieco rózny, W ten sposób rura moze reagowac do nieskonczonosci z jakakol¬ wiek iloscia soli potasowych i wapniowych pod warunkiem, ze proces bedzie prowa¬ dzony w opisany sposób tak, aby w kaz¬ dym przypadku wymienial sie równowaz¬ nik gramowy kazdego z katjonów.Reakcja odbywa sie w sposób nastepu¬ jacy: 2 KCl + Ca(NOJ2 = 2 KNO* + CaCl2, jesli stosowac wprost naprzemian ladunki osobnych roztworów chlorku potasowego i azotanu wapniowego w ilosciach równo¬ waznych w rurze, napelnionej odpowiednia iloscia obu cial, wymieniajacych zasady, nawarstwionych w specjalny sposób. Roz¬ twory oraz poplóczyny po nich mozna zbie¬ rac osobno. Roztwory azotanu potasu moz¬ na stezac, a roztwory chlorku wapniowego mozna usuwac. Wydajnosc jest zasadniczo ilosciowa w stosunku do soli, znajdujacych sie po prawej stronie równania* przyczem sole te mozna otrzymywac w zgóry okre¬ slonym stanie czystosci. Ten sposób otrzy¬ mywania soli przez podwójna wymiane mozna stosowac ogólnie oraz mozna w ten sposób wszelka sól o mocnej zasadzie zmu¬ sic do reakcji z inna sola. Niema róznicy miedzy zachowaniem sie soli organicznych i nieorganicznych, W przypadku zasad slab¬ szych mozna stosowac ciala, wymieniajace zasady, o wyzszej kwasowosci, fak hydro- krzemiany boru, chromu lub cyrkonu i gli- no-hydro-krzemiany boru, chromu lub cyr¬ konu; mozna stosowac równiez roztwory lekko zakwaszone.Jezeli reakcja ma byc wykonana z bar¬ dzo duzemi ilosciami soli reagujacych, moz¬ na ja prowadzic w ciaglych filtrach obroto¬ wych zamiast w nurach, W tym przypad¬ ku ciala, wymieniajace zasady, w jakiejkol¬ wiek postaci trwalej umieszcza sie na ob¬ wodzie filtru ciaglego, przyczem kazdy z odcinków obwodu zawiera mieszanine dwóch cial, wymieniajacych zasady, z róz- nemi ilosciami dwóch ruchomych katjonów, przyczem ilosc calkowita cial, wymieniaja¬ cych zasady, na kazdym z odcinków jest jednakowa. Ciecz albo roztwór solny, wchodzacy w reakcje! wprowadza sie do koryta, w którem zanurzona jest stale czesc obwodu filtru, W ten sposób czesc calkowi¬ tej masy cial, wymieniajacych zasady, mu¬ si sie stykac z pewna iloscia soli, rozpu¬ szczonej w cieczy koryta nieruchomego, podczas gdy filtr obraca sie powoli, W ten sposób coraz to nowe masy cial, wymienia¬ jacych zasady, o zmiennym skladzie wpro¬ wadzane sa bez przerwy w zetkniecie z ciecza w korycie, przyczem po obrocie fil¬ tru reakcja w stosunku do cieczy, zawartej w korycie, jest zakonczona. Otrzymuje sie tu taki sam wynik, jak w przypadku, gdy¬ by roztwór solny, zawarty w korycie, prze¬ plywal przez kolumne, zlozona z róznych odcinków obwodowych, zaladowanych dwoma cialami, wymienia jacemi zasady, w róznych proporcjach.Po tym obrocie roztwór solny, zawarty w korycie, reaguje do konca i zostaje prze¬ ksztalcony w zadany sposób, poczem roz¬ twór ten mozna usunac. Koryto mozna na¬ pelnic nastepnie drugim czyli regeneracyj¬ nym roztworem i mozna odwrócic kierunek obrotu filtru. Po jednym obrocie w tym kierunku ciala, wymieniajace zasady, wfiltrze sa zregeneróW&ne, a stosowany do tego celu roztwór, zawarty w korycie, moz¬ na usunac. Powtarzajac te dwa zabiegi o- raz stosujac miedzy niemi samoczynne przemywanie obwodu filtru, mozna proce¬ sowi nadac ciaglosc.Zgodnie z innym przykladem wykony¬ wania tej reakcji z przemyslowemi iloscia¬ mi odczynników, a wiec na wielka skale, stosuje sie baterje zbiorników, zaladowa¬ nych dwoma cialami, wymieniajacemi za¬ sada przyczem mieszanina tych cial ma sklad rózny w kazdym ze zbiorników, two¬ rzacych baterje, a kazdy ze zbiorników pod wzgledem rodzaju zawartej w nim miesza¬ niny odpowiada jednej warstwie opisanej uprzednio rury reakcyjnej. Przez te ba- terjg mozna przeprowadzac strumien dwóch roztworów soli w dwóch przeciw¬ nych kierunkach, przemywanie zas usku¬ teczniane jest po przeplywie kazdego z roz¬ tworów przed przeplywem nastepnego zkolei roztworu.Ten sam sposób wykonywania reakcji ze specjalnie ulozonemi mieszaninami dwóch cial, wymieniajacych zasady, moz¬ na stosowac do rozdzielania i oczyszczania roztworów solnych i innych. Jednakze w tym przypadku proces rózni sie tem, ze za¬ miast wprowadzac roztwory, biorace udzial w reakcji, przez jeden koniec urzadzenia reakcyjnego (rury filtru, baterji i t. d,) wprowadza sie do srodka lub w okolicy srodka, t, j. do czesci urzadzenia, gdzie stosunek obu kat jonów cial, wymieniaja¬ cych zasady, jest jednakowy ze stosunkiem katjonów w roztworze solnym, przeznaczo¬ nym do obróbki. Ten roztwór solny powi¬ nien przeplywac przez urzadzenie w kie¬ runku tej jego czesci, w której znajduje sie warstwa ciala, wymieniajacego zasady, zawierajaca katjon, jaki powinien pozo¬ stac w roztworze. Po reakcji mozna uklad zregenerowac, stosujac czesc czystego roz¬ tworu, otrzymanego podczas oczyszczania.Czesc ta powinna wystarczac (jesli idzie o nadmiar N) do usuniecia zanieczyszczen czyli katjonów obcych, pochlonietych przez uklad cial, wymieniajacych zasady, podczas oczyszczania- Ten uklad dwóch cial, wymieniajacych zasady, mozna rów¬ niez stosowac do oczyszczania i ekonomicz¬ nego wyjalawiania wody oraz innych cie¬ czy.Jesli, np., wode do picia, zanieczyszczo¬ na z punktu widzenia bakteriologicznego oraz zawierajaca okolo 0,2 siarczanu wap¬ nia (co stanowi punkt nasycenia wody ta sola), przepuszczac przez uklad dwóch cial, wymieniajacych zasady, zmieszanych i uwarstwionych, jak to opisano powyzej, oraz posiadajacych jako ruchome kat jony wapn i srebro, to siarczan wapnia z wody przetwarza sie na siarczan srebra* którego stezenie jest niedostateczne do stracenia tej soli, lecz zupelnie wystarcza do zabi¬ cia wszystkich drobnoustrojów oraz wszystkich zarodników, znajdujacych sie w wodzie. Te wode, zawierajaca katjony sre¬ browe, prowadzi sie nastepnie przez uklad dwóch cial, wymieniajacych zasady, w kie¬ runku przeciwnym do jej pierwotnego przeplywu, poczem woda traci w tych cia¬ lach swoje katjony srebrowe, pobierajac zpowrotem swe pierwotne katjony wapnio¬ we, (t. j. woda regeneruje cialo wymienia¬ jace zasady). Jednakze czas, w ciagu któ¬ rego katjony srebrowe znajdowaly sie w wodzie, byl dostateczny do zabicia wszyst¬ kich drobnoustrojów, co nie obnizylo za¬ wartosci srebra w wodzie. Wobec tego wo¬ da, podczas swego drugiego przeplywu w przeciwnym kierunku, stanowi swa wlasna ciecz regeneracyjna i pozostawia w apara¬ cie te sama ilosc katjonów wapniowych, ja¬ ka zastala. Jesli woda nie zawiera siarcza¬ nu wapnia w ilosci dostatecznej do wytwo¬ rzenia dosc stezonego siarczanu srebra, to mozna ja uprzednio przepuscic przez war¬ stwe siarczanu wapnia, jeszcze przed wej¬ sciem do ukladu cial, wymieniajacych za¬ sady, a zbyteczna ilosc katjonów wapnio- — 7 —tyych mozna nastepnie usunac z wody zwy- klemi metodami zmiekczania wody przez saczenie przez warstwe ciala, wymieniaja¬ cego zasady, obciazona sodem. Podobny wynik mozna otrzymac zapomoca katjo- nów innych metali ciezkich o wlasnosciach bakterjobójczych, a wiec metali takich, jak kadm lub rtec. Dotyczy to nietylko wody, lecz równiez cieczy, w stosunku do których sterylizacja na zimno moze miec pewne znaczenie, a wiec cieczy takich, jak wino, mleko, wyciagi organiczne i t. d.Ten uklad zmiennych mieszanin dwóch cial, wymieniajacych zasady, mozna stoso¬ wac równiez z odpowiedniemi katjonami do oczyszczania róznych roztworów prze¬ myslowych, poniewaz proces ten pozwala nietylko na wymiane katjonów, lecz takze na ilosciowe usuwanie calkowitych czaste¬ czek, W tym przypadku wystarczy, jako jeden z katjonów ciala, wymieniajacego zasady, wybrac katjon, zdolny do wytwa¬ rzania soli nierozpuszczalnych lotnych lub wreszcie osadów z anjonem albo produkta¬ mi, rozpuszczonemi w cieczy, przeznaczo¬ nej do oczyszczania, W ten sposób z wody morskiej w celu przystosowania jej do pi¬ cia lub do zasilania kotlów mozna usunac sól zapomoca mieszaniny ciala, wymienia¬ jacego zasady i obciazonego olowiem (al¬ bo srebrem) i ciala, obciazonego sodem. Je¬ sli wode morska przesaczyc przez filtr opi¬ sanego typu, to katjon sodowy wyciaga z ciala, wymieniajacego zasady i obciazone¬ go olowiem, jego katjon olowiowy {albo w przypadku ciala, obciazonego srebrem, je¬ go katjon srebrowy), który natychmiast z anjonem chlorowym, pozostajacym w roz¬ tworze, wytwarza stracony osad chlorku o- lowiu (albo srebra), W przypadku zastoso¬ wania ciala, wymieniajacego zasady i ob¬ ciazonego olowiem, mozna bardzo latwo i w sposób malo kosztowny zregenerowac caly uklad, ogrzewajac go lub doprowadza¬ jac don pare albo goraca wode; chlorek o- lowiu jest znacznie latwiej rozpuszczalny w wodzie goracej niz zimnej, a nawet je¬ szcze bardziej rozpuszczalny w goracych solankach, dzieki czemu moze byc natych¬ miast wchloniety zpowrotem przez cialo, wymieniajace zasady, które go zawieralo przed straceniem chlorku. Wystarczy za¬ stapic bardzo mala ilosc olowiu, pozostala w roztworze w wodzie pierwotnej, która byla woda morska. Te ilosc olowiu mozna z latwoscia zastapic przez saczenie przez zwykle urzadzenie o malych wymiarach do zmiekczania wody, dzieki czemu bardzo mala brakujaca ilosc chlorku olowiu zaste¬ puje sie jego równowaznikiem soli sodo¬ wej, nie wywierajac wplywu na smak wo- dy.To stracenie zapomoca mieszanin dwóch cial, wymieniajacych zasady, mozna rów¬ niez stosowac do oczyszczania soków cukro¬ wych w rozmaitych stadjach fabrykacji cu¬ kru. Wydajnosc niepozadanej melasy jest proporcjonalna do ilosci soli i materjalów azotowych, zawartych w sokach cukro¬ wych. Oczywiscie, stracajac lub usuwajac te sole i te zanieczyszczenia, przy zastoso¬ waniu zasady wspomnianej powyzej, otrzy¬ muje sie znacznie mniejsza ilosc melasy, a wieksza cukru. Sok dyfuzyjny buraka cu¬ krowego zawiera, np, 1 do 1,25% soli i za¬ nieczyszczen; % soli skladaja sie z fosfo¬ ranów, glównie z fosforanów potasu, Anjon mozna z latwoscia stracic, w tym celu wy¬ starczy te przemyslowe soki cukrowe albo inne przemyslowe soki cukrowe, a nawet melase odpowiednio rozcienczona wprowa¬ dzic w reakcje z dostateczna iloscia odpo¬ wiednio dawkowanej mieszaniny cial, wy¬ mieniajacych zasady i obciazonych pota¬ sem i wapniem lub potasem i barem, albo odpowiedniej mieszaniny cial, obciazonych potasem, glinem lub wapniem i amonem, gdy rozchodzi sie o soki wapniowane lub o soki wapniowane i naweglane; w tych przy¬ padkach osadzone sole wapniowe przecho¬ dza w pochodne amonjaku, które podczas stezania ulatniaja sie, Katjony potasowco- — 8 —we sa pochlaniane cialem, wymieniajacem zasady, anjony zas stracaja sie w postaci fosforanów wapnia, glinu lub baru albo tez w postaci soli glinowych lub barowych pewnych kwasów organicznych. Anjony moga sie równiez stracac z innemi skladni¬ kami soku, dajacemi zwiazki nierozpu¬ szczalne. W ten sposób czesc materjalu a- zotowego, substancyj bialkowych oraz barwników straca sie i jest porywana od- metnionym sokiem, który mozna oddzielic przez przesaczenie lub inaczej.Uklad cial, wymieniajacych zasady, mozna z latwoscia regenerowac, jak juz powiedziano, zapomoca rozpuszczonych so¬ li wapnia albo glinu, i mozna zbierac osady, jak równiez roztwór regeneru¬ jacy po jego przemianie, wówczas, gdy zawiera on znaczna ilosc potasu, aby go zastosowac jako nawóz/W razie potrze¬ by mozna usunac pozostajace anjony chlo¬ rowe lub siarczanowe zapomoca innego u- kladu cial, wymieniajacych zasady i ob¬ ciazonych olowiem i sodem, dajacego sie równiez regenerowac.Przyklad I. Napelnia sie glaukonitem surowym (zielonym piaskiem, zeolitem wapniowym) pionowa rure o wysokosci 3,5 metra i 24 cm srednicy, przyczem glauko- nit nie powinien byc zbity. Przez górny ko¬ niec tej rury wprowadza sie 15% roztwór chlorku potasowego w wodzie, w celu na¬ sycenia nim zawartosci rury, i przepu¬ szcza sie go przez cialo, wymieniajace za¬ sady, az do chwili, gdy pierwsze slady ka- tjonów potasowych ukaza sie w cieczy, u- chodzacej z dolnego konca rury; wtedy ru¬ ra gotowa jest do dzialania. Po przemyciu rury woda, w celu usuniecia z niej soli, przepuszcza sie przez nia powoli w ciagu 4 godzin roztwór 6 kg azotanu wapnia w 31 litrach wody. Roztwór, opuszczajacy rure, jest prawie czystym (95%) azotanem pota¬ su. Rure przemywa sie w celu usuniecia soli i odwraca dolnym koncem ku górze, a nastepnie w ciagu 4 godzin przepuszcza sie przez nia roztwór 7,5 kg chlorku potasowego w 32 litrach wody. W teji spo¬ sób potas, usuniety w postaci azotanu po¬ tasowego, zostaje zregenerowany w rurze, a roztwór regeneracyjny, uchodzacy z rury, zawiera jedynie prawie czysty (97%) chlo¬ rek wapnia. Po przemyciu odwraca sie po¬ nownie rure i ponownie wprowadza przez jej górna czesc te sama ilosc roztworu, t. j. 6 kg azotanu wapnia w 31 1 wody. Oba te zabiegi mozna uskuteczniac naprzemian az do nieskonczonosci. Otrzymuje sie w ten sposób 0,3 do 0,4 kg soli potasowej na go¬ dzine w postaci 13% roztworu azotanu po¬ tasu.Przyklad II. Zeolit sztuczny, uzyty w takiej ze ilosci na metr8 w sposób opisany powyzej, daje wydajnosc 1,75 kg cyjanku potasowego na godzine w postaci 20% roz¬ tworu przy uzyciu jako czynników, reagu¬ jacych naprzemian, 2 kg cyjanku sodowe¬ go, rozpuszczonego w 9 litrach wody, i 1,45 kg chlorku potasowego, rozpuszczonego w 8 litrach wody, ze wspomniana iloscia sztucz¬ nego ciala, wymieniajacego zasady i nasy¬ conego sola potasowa.Przyklad III. Rure, wspomniana w przykladzie I, napelnia sie piaskiem zielo* nym (glaukonitem), uprzednio calkowicie nasyconym katjonami sodowemi; przez wymieniony glaukonit przepuszcza sie po¬ woli roztwór siarczanu miedzi az do ukaza¬ nia sie miedzi w cieczy, opuszczajacej dol¬ ny koniec rury. Nastepnie przemywa sie rure w celu usuniecia z niej soli, odwraca sie ja i przepuszcza przez nia roztwór 8,2 kg stopionego octanu sodowego w 45 li¬ trach wody, lekko zakwaszonej kwasem octowym; przeplyw roztworu przez rure trwa 3% godziny. Ciecz, opuszczajaca ru¬ re, stanowi prawie czysty roztwór octanu miedzi, który mozna stezac. Rure sie prze¬ mywa, a wode od mycia stosuje sie do' roz¬ puszczenia 12,5 kg siarczanu miedzi. Roz¬ twór ten rozciencza sie do 90 litrów i prze¬ puszcza przez odwrócona rure, w celu zre- - 9 -generowania jej zawartosci. Reakcje te mozna równiez powtarzac do nieskonczo¬ nosci.Przyklad IV. Nasyca sie calkowicie roz¬ tworem chlorku sodowego lub woda mor¬ ska 200 kg glaukonitu, który miesza sie z 8 kg mialko sproszkowanego siarczanu wap¬ nia. Przez te mase przepuszcza sie naprze- mian 14 litrów wody i 20 litrów wody mor¬ skiej i osobno zbiera sie otrzymane roztwo¬ ry. Po przepuszczeniu wody zwyklej ó- trzymuje sie roztwór siarczanu sodowego, który mozna odparowac, a przez przepu¬ szczenie wody morskiej regeneruje sie cia¬ lo, wymieniajace zasady, t. j. glaukoriit, ob¬ ciazony sodem. Ciecza, uchodzaca z masy, jest prawie czysty roztwór chlorku wapnia.Woda morska nie rozpuszcza siarczanu wapnia, wobec czego w masie nalezy zasta¬ pic jedynie ilosci siarczanu wapnia, równo¬ wazne odciagnietym w postac siarczanu sodowego* Przyklad V. Rure taka, jak opisano w przykladzie I, zaladowuje sie zielonym pia¬ skiem, któty nasyca sie chemicznie czy¬ stym 10% roztworem azotanu kobaltu do¬ póty, az ciecz, opuszczajaca rure, wykaze takie samo procentowe stezenie kobaltu, jak cfecz, wchodzaca do rury. Po przemy¬ ciu zaladowuje sie rure 10% roztworeip handlowego azotanu kobaltu, zawieraja¬ cym azotan niklu, w ilosci 1/12 w stosunku do azotanu kobaltu. Roztwór, opuszczajacy rure, jest bardzo czystym azotanem „kobal¬ tu. Rure mozna zregenerowac, odwracajac ja i przepuszczajac przez nia powoli 2 kg czystego azotanu kobaltu w postaci 10% roztworu.Przyklad VI. Zeolit sztuczny nasyca sie 6% roztworem czystego chlorowodorku m-ksylidyny, lekko zakwaszonym kwasem solnym. Nastepnie zeolit przemywa sie, a potem traktuje, jak powiedziano wyzej, 2,5 do 3-krotna w stosunku do ciezaru zeo- litu iloscia surowego chlorowodorku ksyli- dyny w postaci 6% zakwaszonego roztwo¬ ru, zawierajacego trzy mozliwe izomery.Ciecz, opuszczajaca zeolit, jest czystym 6% roztworem chlorowodorku m-ksylidyny. Za¬ sady, towarzyszace temu cialu, mozna usu¬ nac wraz z lekko kwasnym roztworem chlorku sodowego albo tez mozna je odcia¬ gnac, jako takie, zapomoca lotnego rozpu¬ szczalnika, jak np. benzenu. Mozna je rów¬ niez odpedzic przez destylacje.Przyklad VII. Do rury o wysokosci jednego metra i srednicy 10 cm laduje sie 7,2 kg mieszaniny, zlozonej z 3,35 kg glau¬ konitu, obciazonego sodem, i z 3,85 kg glau- konitu, obciazonego potasem, w postaci warstw o jednakowym ciezarze, lecz o róz¬ nym skladzie, przyczem rure laduje sie w sposób nastepujacy.Warstwa dolna sklada sie z 600 g glau¬ konitu,, obciazonego jedynie potasem, na¬ stepna warstwa zawiera 95% glaukonitu, obciazonego potasem, i 5% glaukonitu, ob¬ ciazonego sodem; trzecia warstwa zawiera 92% glaukonitu z potasem i 8% glaukonitu z sodem i t. d, kazda z nastepnych 600 gra¬ mowych warstw zawiera kolejno 90%, 81%, 70%, 49%, 33%, 20%, 11% i 6% glaukonitu z potasem, reszta kazdej war¬ stwy sklada sie z glaukonitu z sodem, war¬ stwa zas ostatnia, t. j. najwyzsza, sklada sie wylacznie z glaukonitu, obciazonego sodem.Przez te rure w ciagu 30 minut przepuszcza sie roztwór 25 g cyjanku sodowego w 1,4 1 wody. Wydajnosc wynosi 30 g cyjanku po¬ tasu, znajdujacego sie lacznie w roztworze pierwotnym i w wodzie po przemyciu. Ru¬ re odwraca sie i regeneruje roztworem 31 g chlorku potasu w 1,2 1 wody. Ladujac te ru¬ re naprzemian 25 gramami cyjanku sodo¬ wego i 31 g chlorku potasowego w roztwo¬ rze, otrzymuje sie w postaci roztworów w ilosciowo' odpowiednim stosunku cyjanek potasu i chlorek sodu, które mozna zbierac osobno. Zabiegi te mozna powtarzac nie¬ skonczona liczbe razy.Przyklad VIII. Rure, opisana w przy¬ kladzie VII, napelnia sie 7 kg mieszaniny — 10 -..glaukomitu-,z potasem oraz glaukonitu z so¬ dem. Napelnianie uskutecznia sie jak nizej.Dolna jednokilogramowa warstwa fest znowu glaukonitem, obciazonym wylacznie potasem; Warstwa nastepna ma taki sam ciezar i zawiera 97,5% glatikonitu z pota¬ sem i 2,5 % glaukottitti z sodem i t, d, w mia¬ re posuwania sie ku górze kolejne warstwy zawieraja odpowiednio: 4,5%, 5%, 8%, 10% i 13% glaukonitu z sodem. Po napel- nietliu warstwy w rurze zwilza sie lekko o- raz przepuszcza przez nia roztwór 56 g su¬ rowego chlorku potasu, rozpuszczonego w 3 litrach wody. Ten surowy chlorek potasu jest mieszanina, zlozona z 84% czystego chlorku potasowego i 14% chlorku sodowe¬ go. Roztwór, opuszczajacy rure, jest che¬ micznie czystym roztworem chlorku pota¬ su wolnego od sodu. Czwarta czesc otrzy¬ manej cieczy stosuje sie do regeneracji ru¬ ry. Roztwór rozciencza sie do 0,75 litra, przewraca sie rure i przepuszcza przez nia powoli te ciecz. Umozliwia to ponowne o- czyszczenie tej samej ilosci surowych soli potasowych, lecz nalezy zastosowac pewne ostroznosci w zwiazku z miejscem, w któ- rem wprowadza sie ciecz, przeznaczona do oczyszczenia. Miejscem najodpowiedniej- szem jest to, w którem znajduje sie war¬ stwa, posiadajaca taka sama ilosc procen¬ towa katjonów sodowych (w ciele, wymie¬ niajacem zasady), co i w roztworze. PL