Titel: | Fortschritte der angewandten Elektrochemie. |
Autor: | Franz Peters |
Fundstelle: | Band 307, Jahrgang 1898, S. 236 |
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Fortschritte der angewandten
Elektrochemie.
Von Dr. Franz
Peters.
(Fortsetzung des Berichtes S. 211 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Fortschritte der angewandten Elektrochemie.
IV. Alkali und Chlor.
Um die Oxydation des elektrolytisch aus Schmelzen abgeschiedenen Natriums oder
Leichtmetalls zu verhindern, gebraucht die Aluminium-Industrie-Actiengesellschaft Neuhausen (Englisches Patent Nr.
21027/1896) den schon 1855 von Matthiessen (vgl.
Peters' Angewandte Elektrochemie, Bd. 2 Abth. 2 S.
29)Wien, Hartleben's
Verlag. für die Erdalkalimetalle vorgeschlagenen Kunstgriff, eine
zugespitzte oder abgerundete Kathode anzuwenden, die nur wenig in den Elektrolyten
taucht. Die mit den Kathoden abwechselnden Anoden haben eine durch Asbest befestigte
Schutzhülle zur Abführung der Gase. Das ausgeschiedene Metall wird von Zeit zu Zeit
in ein in das Bad gehängtes Gefäss geschabt, das oben cylindrisch, unten konisch
ist, und ein cylindrisches, durch einen Pflock lose verschlossenes Loch hat, durch
das der Elektrolyt, nicht aber das Metall abfliessen kann. Wie schon andere vor ihm
will auch C. F. Carlson (Schwedisches Patent Nr. 8149)
die Wände des Gefässes bei der Elektrolyse geschmolzener Substanzen durch eine
Kruste des Elektrolyten schützen. Zu diesem Zwecke wird der letztere nur von innen
erhitzt, und zwar durch eine elektrisch erwärmte Metallspirale.
Wenn man bei der Bestimmung der Zersetzungsspannungen nach le
Blanc ausser zwei kleinen Elektroden eine grosse und eine kleine verwendet,
so erhält man nach W. Nernst (Ber. d. d. chem. Gesellsch., 1897 Bd. 30 S. 1547) zwei Zersetzungspunkte,
und zwar für Kali bei 1,1 und 1,68 Volt, für Schwefelsäure bei 1,1 und 1,87 Volt.
Die Zersetzungsspannung von Kochsalzlösungen hat Richard
Lorenz (Zeitschr. f. Elektrochemie, 1897 Bd. 4
S. 247) von Neuem zu 1,95 Volt gefunden. Diese Gegenspannung herrscht aber nur im
ersten Augenblicke nach Stromschluss. Sie steigt sehr schnell auf 2,1 bis 2,3 Volt.
Dieser Werth kann direct nach der le Blanc'schen
Methode gefunden werden, wenn man die Platindrahtelektroden mit einer möglichst eng
anliegenden Haut von Pergamentpapier umgibt.
Als Anoden für die Elektrolyse von Chlorverbindungen und überhaupt in allen Fällen,
wo an der Anode starke Oxydation auftritt, empfiehlt H.
Blackman (D. R. P. Nr. 92612) neben dem schon früher (D. p. J. 1897 304 136)
vorgeschlagenen Magneteisensteine künstlich (z.B. als Schweissofenschlacke)
erhaltenes Eisenoxyduloxyd. Bei der Alkalichloridelektrolyse ist die Angreifbarkeit
derartiger Anoden nach einigem Gebrauche praktisch gleich Null. Man kann auch
Magneteisen und Ilmenit oder andere magnetische Eisenoxyde zusammenmischen und in
oder ohne Gegenwart anderer Materialien bezieh. Flussmittel schmelzen. Auch kann
eine Eisenplatte mit einer Schicht solchen elektrisch leitenden Eisenoxydes durch
Guss überzogen werden. T. J. Holland (Englisches Patent
Nr. 12149/1896; Französisches Patent Nr. 258631) verwendet als Kathoden korbförmig
vereinigte Kupfer- oder Eisendrähte. Sie befinden sich ausserhalb Glocken, die als
Diaphragmen und zugleich als Anoden dienen, da innen an ihnen Kohlenblöcke befestigt
sind. Viel Neues enthält die Verbesserung nicht. Auch der Vorschlag C. H. F. Störmer's (Englisches Patent Nr. 14393 von
1896), die Kohlenanode mit Folie aus Platin oder einem anderen widerstandsfähigen
Metall zu bedecken, ist nicht gerade neu. Die Kohlenelektroden haben im Querschnitte
fast nie vollkommen regelmässige Gestalt. Um dennoch eine möglichst vollständige
Berührung mit der Stromzuleitung zu erreichen, presst P. E.
Secrétan (D. R. P. Nr. 92811) gegen die Kohle mehrere gelenkige oder
federnde Backen einer Kappe. Dies erreicht er durch Einschrauben der Elektroden
zwischen ihnen oder durch Einschrauben eines Kupferstabes in das obere Ende der
Kappe und Verschrauben einer Mutter darauf, oder durch Umlegen eines Ringes um die
Backen und Eintreiben von Keilen in den Zwischenraum oder durch eine Schelle. A. le Royer, A. E. Bonna und P.
v. Berchem (D. R. P. Nr. 91175; Englisches Patent Nr. 13690/1896)
construiren die Elektrode jalousieartig, so dass die an der unteren Kante der
einzelnen Jalousiestäbchen sich entwickelnden Gasbläschen nicht unmittelbar nach
aufwärts steigen und sich vermischen, sondern der Plattenneigung folgend nach aussen
gleiten. Zu diesem Zwecke ist jede der Platten am unteren Theile mit einem
Isolirmateriale überzogen, am zweckmässigsten derart, dass dieses sowohl die
Vorderkante wie den vorderen Theil der Oberseite bedeckt, so dass an diesen Stellen
die Gasentwickelung ausgeschlossen bleibt. Spiralförmig gewundene Elektroden wendet
A. E. Peyrusson (D. R. P. Nr. 94296) an. Sie sind
durch ein Diaphragma, das zweckmässig aus losen Asbestfäden besteht, die in ein
Asbestgewebe eingehüllt sind, getrennt und durch Gummistreifen isolirt. Kann man,
wie beim Arbeiten mit Wechselstrom, das Diaphragma weglassen, so werden die
Schrauben- oder Spiralelektroden in einander gelegt, um den inneren Widerstand zu
verringern. Man führt dann den Elektrolyten in den einen Schrauben- oder Spiralgang
ein und lässt ihn durch den benachbarten wieder zurückfliessen. Zur Elektrolyse
kalter wässeriger Lösungen, namentlich zur Darstellung von Chloraten schlägt die Société l'Électro-Chimie (Französisches Patent Nr.
257949) eine „Papillon“-Elektrode vor. Sie besteht aus einer ganz von der
Kathode eingehüllten Anode. Die Kathode ist nur auf einer Seite wirksam und so
eingerichtet, dass eine sehr kräftige Gascirculation, welche die Elektroden
vollständig depolarisirt, erreicht wird. Um das an der Anode entwickelte Gas sammeln
und fortleiten zu können, machen sie G. und G. W. Bell (Englisches Patent Nr. 11133/1896) hohl oder
geben ihr eine Hülle oder ein Dach.
Das bei der Elektrolyse von Alkalichloriden in den Anodenraum dringende Alkalihydrat
wollen E. A. Le Sueur (Amerikanisches Patent Nr.
583330) und A. J. Outhenin-Chalandre (Französisches
Patent Nr. 258145 und Englisches Patent Nr. 15834/1896), um die Elektrolyse auf die
Alkalichloride zu beschränken und so die Verunreinigung des Chlors durch Sauerstoff
zu verhindern, durch Zusatz von Salzsäure neutralisiren. Derselbe Vorschlag ist
schon 4 Jahre vorher von der Électrochimique Compagnie de
St. Béron (Englisches Patent Nr. 13406/1893; vgl. Peters' Angewandte Elektrochemie, Bd. 2 Abth. 1 S. 257) gemacht
worden.
Der Hulin'sche Process zur Darstellung von
Alkalibleilegirungen (vgl. D. p. J. 1897 304 261) wird in Vautin und Modane in Frankreich
ausgeführt (Revue de Phys. et Chim.; Engineering and Mining
Journal, 1897 Bd. 63 S. 485). Die beste Stromdichte auf 1 qdm ist 0,07
Ampère, die beste Spannung 7 Volt. 1 /Std. erzeugt 0,081 k Chlor und 0,054 k
Natrium. Die Natronlauge kann ohne Eindampfen durch fortschreitende Sättigung leicht
bis auf eine Concentration von 750 bis 800 g Hydrat in 1 l gebracht werden. Der
Verlust an Blei soll weniger als 0,5 Proc. der an Natriumchlorid weniger als 4 Proc.
betragen (Elektrochem. Zeitschr., 1897 Bd. 4 S.
73).
Elektrolyseure mit Quecksilberkathode bildet J. G. A.
Rhodin (Englisches Patent Nr. 21509/1896) aus zwei concentrischen Cylindern. In dem
äusseren befindet sich auf dem Boden das Quecksilber, das durch radiale Rippen
gehalten wird, und darüber Wasser oder eine andere Flüssigkeit. Der innere Cylinder
aus amalgamirtem Kupfer, der in seinem Boden Röhren zur Aufnahme der Kohlenanoden
hat und mit dem Elektrolyten gefüllt ist, dreht sich. Soll während der Elektrolyse
erhitzt werden, so fertigt man das äussere Gefäss aus Eisen und macht das innere,
das eine Anzahl unten offener Kohlenröhren trägt, unten offen (Electrician, 1897 Bd. 40 S. 8; L'Éclairage électr., 1897 Bd. 13 S. 288; L'Ind.
electrochim., 1897 Bd. 1 S. 68). Durch die Wirbelbewegung wird das in der
Mitte gebildete Amalgam ständig nach den Seiten hin geführt, wo es zersetzt wird.
Bildung und Zersetzung vollziehen sich also leicht. Wird erhitzt, so beträgt die
Badspannung 3,3 Volt. Der Apparat soll weniger kostspielig als andere sein und
Quecksilberverluste vermeiden. Die Anoden nutzen sich nur langsam ab und können
leicht ersetzt werden. Es wird nur wenig Chlor gelöst. Eine ganz bedenkliche
Anlehnung an ältere Kellner'sche Vorschläge ist nicht
zu verkennen. Um seinen Amalgamwaschapparat (vgl. D. p.
J. 1897 304 163) wirksamer zu gestalten, macht
J. Stornier (D. R. P. Nr. 91204) die Löcher im
Boden des Hebegefässes ziemlich gross und lässt durch diese Löcher Stäbe von etwas
kleinerem Durchmesser ragen, die im Boden des Behälters befestigt sind. Durch diese
Anordnung bietet das Amalgam der Waschflüssigkeit eine grosse Oberfläche. A. Sinding-Larsen (Norwegisches Patent Nr. 5026; D. R.
P. Nr. 90964) führt das Amalgam durch eine Centrifuge (Fig.
1). Diese, die durch flügelarmige Arme l auf
der Welle m angeordnet ist, ragt mit ihrem unteren,
konisch gestalteten, unten offenen Theile n in den
entsprechend geformten Mitteltheil b eines
feststehenden Behälters a, so dass die Centrifuge auf
die in letzteren einströmende Amalgammasse saugend wirkt. Der Mitteltheil b ist zweckmässig mit einem die Welle umgebenden, in
der Trommel emporragenden Rohre c versehen. Der
Bodenkonus n schliesst sich nicht an die Seitenwand der
Trommel an, sondern endet in einem ringförmigen Flansche p, der von einer entsprechend geformten Erweiterung r der Trommelwand umgeben wird, so dass zwischen dem
Flansche und der Erweiterung ein heberförmiger Abfluss für das ausgewaschene
Quecksilber gebildet wird. Der Abfluss der gebildeten Lauge wird durch ein innerhalb
der Trommel angeordnetes Rohr s bewerkstelligt.
Textabbildung Bd. 307, S. 238
Fig. 1.Centrifuge von Sinding-Larsen.
Elektrolytisch gewonnener Chlorkalk ist hauptsächlich durch Kohlensäure verunreinigt.
D. und H. Cappelen
(Norwegisches Patent Nr. 5136) leiten deshalb die bei der Elektrolyse von
Alkalichloriden entstandenen Gase durch Kalkmilch. Die Kohlensäure wird bis auf 0,38
Proc. absorbirt, während der Kalk nur etwa 0,5 Proc. Chlor aufnimmt. Als
Nebenproduct wird ein 5procentiges Chlorwasser erhalten.
Neues ist in dem Verfahren von M. Crawford (Englisches
Patent Nr. 14852/1896; Französisches Patent Nr. 262058), bei der Herstellung von
Bleichflüssigkeiten mit Diaphragma den Elektrolyten gleichzeitig zu kühlen und zu
bewegen, kaum zu entdecken. H. Blackman (D. R. P. Nr.
90678) hat gefunden, dass eine durch Elektrolyse von Natriumchloridlösung gewonnene
Lösung von Natriumhypochlorit beim Erwärmen auf 54 bis 72° etwa 10mal so schnell als
in der Kälte bleichend wirkt, und dass, obgleich hierbei eine theilweise Umwandelung
von Hypochlorit in nicht bleichendes Chlorat stattfindet, der hierdurch entstehende
Verlust durch die grössere Geschwindigkeit der Bleichung reichlich ausgeglichen
wird. Man erhitzt demgemäss die Lösung nach dem Verlassen des Elektrolysirapparates
mit dem zu bleichenden Stoff, z.B. Papierbrei, auf 54 bis 72° C. Um nun die
ausgebrauchte Bleichflüssigkeit, die noch über 90 Proc. vom ursprünglichen
Natriumchlorid enthält, wieder zu verwerthen, führt man sie in den
Elektrolysirapparat zurück, muss sie aber, da die Wirkung der Elektrolyse durch
Erhitzen beeinträchtigt wird, vorher abkühlen. Es erfolgt daher abwechselnd die
Bleichung bei hoher, die Elektrolyse dagegen bei niedriger Temperatur. Die
Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens besteht aus der Combination eines
Elektrolysirapparates, der zweckmässig selbst mit Kühlrohren zur Ableitung der
Reactionswärme versehen wird, eines Erhitzers mit Dampfheizung, eines
Bleichbehälters, z.B. des als „Holländer“ bekannten Apparates der
Papierfabrikation, eines Kühlers mit einer von Eiswasser durchflossenen
Rohrschlange, einer Pumpe und von Verbindungsrohren, durch die ein Kreislauf der
Flüssigkeiten erzeugt wird.
Nach John B. C. Kershaw (The
Electrician, 1897 Bd. 40 S. 40) fabricirt die Castner Kellner Alkali Company mit einer Anlage von 2000 jährlich
3150 t 70procentigen Alkalis und 6800 t Bleichmittel im ungefähren Werthe von 66000
£. Die Niagara
Electro-Chemical Company hat ihre Fabrik in Betrieb gesetzt und die Matheson Alkali Company will 2000 nutzbar
machen. Die Electro-Chemical Company of St. Helens
producirt nach dem Richardson-Holland-Verfahren Alkalien und Chlorat. Nach dem
Hargreaves-Bird-Process arbeitet erst eine Versuchsanlage in Farnworth bei Widnes.
Doch soll eine grössere Fabrik von der St. Gobain
Company in Chauny bei Paris errichtet werden. Nach Frederick Overbury (Cassier's Magazine) The Electrician, 1897 Bd. 39 S. 534) macht die Electric Construction Company (Niagara), die nach
Blumenberg's Patenten arbeitet, jetzt 350 Kilo-Watt nutzbar. Die durch Electrolyse
erhaltene Kaliumchloratlauge wird in emaillirten Pfannen, in denen bleierne
Dampfschlangen liegen, zur Krystallisation eingedampft. Ein Umkrystallisiren ist
nicht nothwendig. In Mansboe werden jetzt 1300 t Kaliumchlorat jährlich fabricirt. Von den
5000 sind 3000 nutzbar gemacht. Die Gesammtkosten der Anlage betragen 2
Mill. Francs, wovon die Hälfte auf die Nutzbarmachung der Wasserkraft kommt.
Gearbeitet wird nach dem nicht weiter beschriebenen Verfahren von O. Karlson (Engineering;
L'Éclairage électr., 1897 Bd. 12 S. 383). Bleichflüssigkeit mit 1,0 bis 1,2
Proc. activem Chlor erzeugt die Electricitäts-Actiengesellschaft vorm. Schuckert und Co. (Electrochem. Zeitschr., 1897 Bd. 4 S. 139) aus 8- bis
10procentiger Kochsalzlösung bei 35° in staffelförmig aufgestellten Bädern mit
parallel geschalteten Elektroden. Jedes Bad ist für 300 bis 1200 Ampère gebaut und
zeigt eine Spannung von 5 bis 6 Volt. Zur Darstellung von 1 k Alkalichlorat (vgl.
D. p. J. 1897 304 164)
werden etwa 10 Kilo-Wattstunden gebraucht. Das durch Elektrolyse erhaltene
Kaliumchlorat ist 96- bis 98procentig, das Natriumchlorat chemisch rein. Wenn auch
heute schon in Cheshire nach Castner-Kellner 70 t
Chlorkalk und 30 t Aetznatron in der Woche fabricirt werden, und diese Mengen vom
Juli ab vervierfacht werden sollen, so lässt sich nach George E. Davis (Society of Chem. Industry,
Manchester Sect., 5. November 1897; Chemiker-Zeitung,
1897 Bd. 21 S. 954) ein definitives Urtheil über die Lebens- und Concurrenzfähigkeit
dieses und anderer elektrolytischer Verfahren gegenüber den alten Methoden doch noch
lange nicht abgeben. Im Allgemeinen seien die elektrolytischen Processe der
Zersetzung des Kochsalzes viel theurer, als man gewöhnlich annimmt.
Zur quantitativen Analyse mit Hilfe des Telephones bringt Hugo Erdmann (Ber. d. d. chem. Gesellsch.,
1897 Bd. 30 S. 1175) in die nicht durch den calibrirten Draht gebildeten beiden
Zweige der Brücke zwei in demselben Wasserbade (15°) stehende Widerstandsgefässe,
füllt beide z.B. zuerst mit Kaliumchloridlösung von bekanntem Procentgehalte und
ermittelt das Verhältniss der Widerstände, thut dasselbe, nachdem das eine Gefäss
mit Kaliumjodidlösung von demselben Gehalte und schliesslich nachdem es mit einer
gleichprocentigen Lösung des zu untersuchenden Gemisches von Kaliumchlorid und
Kaliumjodid gefüllt ist. Die Berechnung ergibt sich daraus, dass die Leitfähigkeiten
gleichprocentiger Lösungen annähernd umgekehrt proportional den Molekulargewichten
sind. Die Resultate, auch bei Mischungen mit Rubidiumsalzen, zeigen Fehler bis 0,5
Proc. grössere (zufällige?), wenn das Salz mit kleinerem Molekulargewichte sehr
überwiegt.
Die elektrolytische Oxydation von Natriumsulfid, über die Frank W. Durkee (D. p. J. 1897 304 165) berichtete, ist nach Scheurer-Kestner (Bull. Soc. chim., 1897 Bd.
17 S. 99) schon 1875 in Frankreich patentirt worden. Ist nur Sulfid, und kein
Hydrosulfid zugegen, so wird weder Schwefel abgeschieden, noch Thiosulfat gebildet.
Ferner entwickelt sich immer Sauerstoff und wird zur Oxydation derselben Menge
Schwefel, mag er nun als Sulfid oder als Thiosulfat vorhanden sein, stets dieselbe
Zeit gebraucht. Daraus geht hervor, dass die Elektrolyse von Natriumsulfid ohne
Bildung von Thiosulfat als Zwischenproduct direct zum Sulfat führt.
Zu der schon bekannten elektrolytischen Reduction der Bisulfite zu Hydrosulfiten, die
aber nur bei Innehaltung ganz bestimmter, noch nicht veröffentlichter
Versuchsbedingungen gute Resultate gibt, wird (L'Éclairage
électr., 1897 Bd. 13 S. 384) im Kathodenraume eine Natriumbisulfitlauge
von 35° Bé., im Anodenraume 10procentige Schwefelsäure verwendet. Die
Elektroden bestehen aus Kohle. Auf 100 k trockenes Bisulfit werden, statt
theoretisch 1,75 k Wasserstoff, praktisch 3 k gebraucht. Der Gestehungspreis beträgt
etwa 16 M. für 100 k Natriumhydrosulfit.
Natriumcarbid ist zur Reinigung geschmolzener Metalle nach J.
L. Gaucharou (D. R. P. Nr. 92806) dem Calciumcarbid und dem metallischen
Natrium vorzuziehen. Es scheidet Kohlenstoff ab, der sich entweder mit kohlbaren
Metallen, wie Eisen, verbindet oder Kohlenwasserstoffe bildet. Das frei werdende
Natrium reducirt die Oxyde und zersetzt die Sulfide. Die entstehenden Verbindungen
(Natron, Natriumsulfid und Natriumsulfat) saigern in flüssigem Zustande nach der
Oberfläche des Metallbades, indem sie zugleich die kleinen Mengen von Schlacken und
Gekrätz leichtflüssiger machen und mitnehmen.
Bei der Darstellung der Percarbonate (vgl. D. p. J. 1897
304 141) müssen nach A. v.
Hansen (Zeitschr. f. Elektrochemie, 1897 Bd. 3
S. 445) die Concentration der Lösung und die Stromdichte möglichst hoch sein. Die
Anwendung so tiefer Temperaturen als – 12° und darunter kann dagegen vermieden
werden, wenn die Anodenlauge immer gesättigt gehalten wird. Die Kathodenflüssigkeit
nimmt man zweckmässig weniger concentrirt. Als Anode muss Platin benutzt werden. Zur
Aufnahme der Kältemischung eignen sich besonders Aluminiumgefässe. Um schlechte
Stromausbeute in Folge Abnahme der Concentration der Lösung zu vermeiden, ist es
vortheilhaft, concentrirte Potaschenlauge ständig in den unteren Theil des
Anodenraumes fliessen zu lassen und durch sie aus einem oberen seitlichen Rohre die
elektrolysirte Lösung hinauszudrängen. Man erhält so durch 1 Ampèrestunde 2,2 bis
2,4 g festes 87- bis 93procentiges Percarbonat. Die Trocknung erfolgt am schnellsten
und intensivsten in einem Strome getrockneter Luft, die zu Ende auf 40° erwärmt
werden kann. Das schwach blaustichige Salz kann rasch und vollständig erst durch
Erhitzen auf 200 bis 300° zerlegt werden. Es wird als Oxydationsmittel und zur
Herstellung von Wasserstoffsuperoxydlösung vorgeschlagen. Durch Behandeln mit
concentrirter Alkalilauge bei – 5 bis – 10° wird das beigemengte Bicarbonat zerlegt,
Carbonat geht in Lösung. Nach Entfernung des Alkalis durch Alkohol erhält man ein
95- bis 99procentiges Product.
V. Metalle.
Eine etwas eingehendere Arbeit über die Abscheidung des „schwarzen“
Kupfers, deren Inhalt sich im Wesentlichen mit dem der
früher schon referirten (vgl. D. p. J. 1897 304 215) deckt, veröffentlicht Carl Ullmann (Zeitschr. f. Elektrochemie,
1897 Bd. 3 S. 516). Die von Magnus u.a. angenommenen
„Grenzwerthe“ der Stromdichte existiren nicht, sondern ergaben sich nur
aus der Zeitbegrenzung des Versuches. Zur Elektrolyse von Gemischen hat Anton Schrader (Zeitschr. f.
Elektrochemie, 1897 Bd. 3 S. 498) Untersuchungen angestellt.
Nikolajew in Nishny-Nowgorod soll nach Angaben Rostin's (Elektrochem.
Zeitschr., 1897 Bd. 4 S. 124) Kupfersteine mit 26,6 Proc. Kupfer, 46,2
Proc. Eisen, 13,4 Proc. Schwefel und 13,8 Proc. anderen Beimengungen nach dem
Marchese-Process verarbeiten. Dqm = 45 Ampère.
Aehnlich wie Zink (vgl. D. p. J. 1897 304 258) wollen C. A.Burghardt und G. Rigg
(Englisches Patent Nr. 9388/1896) Kupfer gewinnen, indem sie geröstetes Kupfererz
mit einer Lösung von Zinkoxyd in Ammoniumcarbonat behandeln. Kupfer wird durch Zink
oder ein Zinkzinnpaar, Zink durch Elektrolyse gefällt. Gold und Silber enthaltende
Kupfererze will Hirsching (Amerikanisches Patent Nr.
581160) ähnlich mit so viel Ammoniak, Ammoniumcarbonat und -nitrat behandeln, dass
die Verbindung Cu(NH3)2 entsteht. Erst wird das Silber, dann das Kupfer gefällt, während das
Gold zu Boden sinkt. Die elektrolytische Raffination von gold- und silberhaltigem
Kupfer in den Anlagen der Guggenheim Smelting Company
in Perth Amboy, N. Y., beschreibt The Electrical
Review, 1897 S. 693. Zur Reinigung unreiner Kupferlösungen vor der
Elektrolyse setzt J. C. Graham (Englisches Patent Nr.
17127/1896) zunächst so viel Kalk oder Alkali zu, dass nur Ferrihydroxyd fällt,
schlägt dann auch Kupferhydroxyd nieder und löst dieses nach dem Waschen in
Schwefelsäure.
Um die Leistungsfähigkeit des Kupferbades grösser und die Erneuerung bei Anwesenheit
zu grosser Mengen Arsen, Antimon, Wismuth und Eisen bedeutend billiger zu machen,
variiren J. E. Sederholm und C.
Ericsson (Schwedisches Patent Nr. 7544) die Zusammensetzung der Lösung nach
den gewünschten Stromdichten und der Menge der Verunreinigungen des rohen Kupfers.
Die Elektroden ordnet J. O. S. Elmore (Englisches
Patent Nr. 5673/1896) säulenartig an. Auf einen Holzrahmen wird eine Bleiplatte oder
verbleite Eisenplatte und auf diese ein anderer kleinerer Holzrahmen gelegt, der
eine Platte aus Rohkupfer oder anderem Metall, das raffinirt werden soll, einfasst.
Durch Kautschukscheiben isolirt wird auf dieses Plattenpaar ein anderes geschichtet
u.s.f. Das Ganze wird fest zusammengepresst. Die Bleiplatten, welche die Kathoden
bilden, sind abwechselnd an entgegengesetzten Enden durchlöchert, so dass der von
oben eintretende Elektrolyt im Zickzack durch die Rahmen gehen muss. Unten fliesst
er in einen Schaukeltrog und von dort in einen Behälter, aus dem er wieder nach oben
gepumpt wird. Die Elektroden können statt wagerecht auch senkrecht angeordnet und
ferner doppelpolig sein, in welchem Falle die Zwischenplatten aus Blei fehlen
können. Die elektrolytische Kupferraffination in den Vereinigten Staaten beschreibt
Titus Ulke (Zeitschr. f.
Elektrochemie, 1897 Bd. 3 S. 425). Die Production an Elektrolytkupfer, die
1893 etwa 37500 t betrug, stieg 1895 auf 87000 und 1896 auf 124830 t, so dass sie
jetzt die Hälfte der Kupferproduction der Vereinigten Staaten und beinahe ein
Drittel der Weltproduction ausmacht. Aus dem verarbeiteten Bessemer-Kupfer erhält
man ausserdem jährlich 14 Millionen Unzen Silber und 68000 Unzen Gold. In den
Raffinerien wird mit Dk, qm. = 70 bis 200 Ampère
gearbeitet, je nachdem Anoden, die reich oder arm an Arsen und Silber sind, benutzt
werden. Die Raffinationskosten sind von 20 bis 30 Doll. im J. 1892 bis auf 8 Doll.
im J. 1896 ermässigt worden. Es arbeiten neun Gesellschaften, davon sieben
ausschliesslich mit paralleler Elektrodenanordnung. Durch die Verarbeitung des
Schlammes der Kupferraffinerien bespricht Titus Ulke
(Engineering and Mining Journ., 1896 Bd. 62 S.
512). Edward Keller (Journ. of
the American Chem. Society, 1897 Bd. 19 S. 778; Engineering and Mining Journ., 1897 Bd. 64 S. 514) hat die Zusammensetzung
der Schlämme in ihrem Verhältnisse zu den Verunreinigungen des Anodenmateriales
untersucht. Nach Harold P. Brown (Engineering and Mining Journ., 1897 Bd. 63 S. 280) ist
es gelungen, ein 99,85procentiges Kupfer zu giessen, das sich durch hohe
Leitfähigkeit auszeichnet. Dieses „M-B copper“ hatte eine Leitfähigkeit von
92,3 bis 97,5 Proc. des gewalzten, während der gewöhnliche Kupferguss nur 23 bis 30
Proc. zeigt.
F. H. Snyder (Englisches Patent Nr. 25360/1896)
überfährt den zur Kathode gemachten Gegenstand, der überzogen oder amalgamirt werden
soll, mit einem Asbestpinsel, der eine Metallanode enthält und mit dem Elektrolyten
gesättigt ist. Zur Verkupferung wird eine elektromotorische Kraft von 25 bis 30 Volt
und eine Stromstärke von 10 bis 15 Ampère benutzt. Das Verfahren soll besonders bei
Schiffsrümpfen angewendet werden. Das Metall oder die Legirung kann auch mit einem
Klebstoffe oder einem Bindemittel zusammen aufgetragen und dann durch den
elektrischen Bogen aufgeschmolzen werden. Ein glasartiger Ueberzug wird mit einem
plastischen Gemenge aus Silicat (Glas), einem Bindemittel und einer gut leitenden
Substanz erhalten. Um Drucker walzen mit Kupfer zu überziehen, lassen sie H. Wylie und J. Grant
(Englisches Patent Nr. 8326/1896) an einem Gestelle, das die centrale senkrechte
rotirende Anode umgibt, um ihre eigene Achse rotiren. Das ringförmige Gestell kann
auch um die Anode, und zwar vortheilhaft in entgegengesetzter Richtung, gedreht
werden. Schwabe (Französisches Patent Nr. 256148)
verhütet beim Verkupfern u.s.w. mit Silber belegter Spiegel eine Abblätterung der
ersten Schicht dadurch, dass er dem Metallisirungsbade etwas
Versilberungsflüssigkeit zufügt. Um bei der Verkupferung von Aluminium die
Entstehung eines secundären Stromes zu vermeiden, wenden de
Méritens und Langaudin (Französisches Patent
Nr. 257378) eine aus Kupfer und Aluminium bestehende Anode an.
Kupfer fällt man nach L. Wolman (Zeitschr. f. Elektrochemie, 1897 Bd. 3 S. 537) am besten aus mineralsaurer
Lösung. Die Classen'sche Methode erfordert möglichstes
Verjagen des Säureüberschusses, ständige Ueberwachung und wegen der geringen
Stromdichten (0,2 bis 0,4 Ampère) längere Zeit. Aus ammoniakalischen Lösungen wird
leicht Schwamm erhalten. Sehr sorgfältiges Auswaschen ohne Stromunterbrechung ist
nothwendig. G. L. Heath (Transactions of the Amer. Institute of Min. Engin., Lake Superior Meeting,
Juli 1897; vgl. E. S. Sperry und wieder G. L. Heath ebenda) wendet neben freier Salpetersäure
im Elektrolyten so viel Schwefelsäure an, dass mehr vorhanden ist, als die Bindung
des aus der Salpetersäure reducirten Ammoniaks erfordert. Das bei der
Invertzuckerbestimmung nach Allihn erhaltene
Kupferoxydul wollen G. Tarulli und Lévy (Gazzetta chimica
italiana, Bd. 26; Bull. Ass. Chim., 1897 Bd.
14 S. 987; vgl. a. G. Tarulli und E. Mameli Cubeddu, ebenda) in Salpetersäure lösen und
elektrolysiren.
(Fortsetzung folgt.)