Titel: | Fortschritte der angewandten Elektrochemie. |
Autor: | Franz Peters |
Fundstelle: | Band 309, Jahrgang 1898, S. 196 |
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Fortschritte der angewandten
Elektrochemie.
Von Dr. Franz Peters.
(Fortsetzung des Berichtes S. 172 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Fortschritte der angewandten Elektrochemie.
Eine Sicherheitsvorrichtung für Acetylenentwickler gibt O.
Münsterberg (D. R. P. Nr. 96232) an. Zur Oeffnung des Entwicklers wird die
Schraube d (Fig. 9), die
den Deckel e des Entwicklers a festhält, gelöst; dadurch wird zwangsweise der in der Leitung b angebrachte Hahn h
geschlossen. Bei Wiederbefestigung des Deckels e wird
umgekehrt die Schraube d niederbewegt und dadurch Hahn
h geöffnet. Dieser kann ein Dreiwegehahn sein, so
dass er ausser der Verbindung des Entwicklers a mit der
Gasglocke durch die Rohre bc auch noch eine
Verbindung ins Freie durch Zweigrohr g beherrscht.
Textabbildung Bd. 309, S. 196
Fig. 9.Sicherheitsvorrichtung für Acetylenapparate von
Münsterberg.
Das nachentwickelte Gas führt, sobald der Entwickler es nicht mehr fassen kann, G. Gastine (D. R. P. Nr. 96498) in eine Nebenleitung
durch einen unteren Auslass in der Gasometerglocke. Diese überstülpt die
Carbidpfanne und steht oben mit der Hauptleitung in Verbindung. Um das
nachentwickelte Acetylen vollständig im Gasometer auffangen zu können, hat N. Bon (D. R. P. Nr. 95541) den nicht mehr neuen
Gedanken benutzt, den Carbidbehälter aus mehreren durch Ueberläufe verbundenen
Abtheilungen herzustellen, und diesen einen Fassungsraum zu geben, der gerade zu
einer Füllung des Gasometers ausreicht. Die Rückstände von der Acetylenentwickelung
will W. Schroers (D. R. P. Nr. 93225) ständig aus dem
Carbidbehälter entfernen und ihre weitere Ausnutzung durch Zerkleinern mit einer
Konusmühle ermöglichen. Zu diesem Zwecke ist der Carbidbehälter durch einen
Siebboden in zwei Theile getrennt, von denen der obere das Carbid, der untere die
Konusmühle aufnimmt. Diese kann selbsthätig dadurch betrieben werden, dass durch das
Steigen und Sinken der Gasometerglocke ein Zahnrad bewegt wird und dieses durch
Räderübertragung seine Bewegung der Konusmühle mittheilt. Bei Lampen richtet es A. Gobron (Englisches Patent Nr. 1784/1897) so ein,
dass das Wasser erst auf das Carbid tropfen kann, wenn der Brennerhahn geöffnet
wird. Der nicht verbrannte Ueberschuss an Gas sammelt sich unter einer Glocke und
drückt das Wasserniveau in ihr immer weiter herunter, bis die Mündung des nach dem
Carbidbehälter führenden Rohres frei gelegt und dadurch die Wasserzuführung
unterbrochen wird. Eine Acetylenlampe, bei der Wasser aus gewundenen
Capillarröhren zum Carbid tropft, und der Zufluss sich selbst regulirt, beschreiben
E. Gossart und H.
Chevallier (Englisches Patent Nr. 27574/1896). Das durch einen Konus
vertheilte Wasser tritt (Englisches Patent Nr. 4424/1897) zu der untersten mehrerer
auf Sieben über einander liegender Schichten von Calciumcarbid. Von den oberen wird
das Acetylen getrocknet. Feuchtigkeit, die sich etwa noch in der Ausströmungsröhre
verdichtet, wird durch einen Konus über die oberen Carbidlagen vertheilt. Die
dadurch verminderte Möglichkeit der Bildung eines höheren Hydrats als CaO0H2O, das auf Carbid
wirken soll, wird weiter dadurch hintangehalten, dass die Wärmestrahlung durch
Schwarzfärbung der Aussenwand des Entwicklers vermehrt wird. Eine Construction, bei
der behufs Beschickung der Deckel um das Gasleitungsrohr drehbar ist, beschreibt Fr. Binder (D. R. P. Nr. 93946). Bei der Lampe von F. J. Bergmann (Englisches Patent Nr. 29258/1897) ist
der Boden des Carbidbehälters, der durch den Lampenfuss entfernbar ist, wie ein
umgekehrter Kegel gestaltet. Ist der Druck im Behälter kleiner als der des Wassers,
das sich im Lampenkörper in einer oberen Abtheilung befindet, so wird eine Kugel,
die sonst eine Oeffnung im Kegel verschliesst, gehoben, so dass Wasser zum Carbid
tritt. Ueberschüssiges Gas wird in einer unteren Abtheilung aufgespeichert, von der
es Wasser nach einer oberen drückt. J. Windmüller
(Englisches Patent Nr. 21464/1897) nimmt eine Röhre, die unten eine engere mit einem
Loch nahe am Boden umschliesst. Die innere dient als Carbidbehälter, die obere
äussere und der Zwischenraum zwischen ihr und der inneren als Wasserreservoir. Das
Gas streicht durch einen Gummiballdruckregulator zu der mit Luftkammer versehenen
Lampe. E. Th. Turney (D. R. P. Nr. 93393) schlägt einen
Entwickler vor, der nur so viel Gas gibt als sofort verbraucht wird. Eine in einer
Hülse befestigte Calciumcarbidpatrone wird so lange von Wasser benetzt, als sie von
einer an einem Ende befestigten Feder gegen ein Drahtnetz am anderen Ende gedrückt
wird. Sie wird nur hier aufgebraucht und durch die Feder in demselben Maasse
nachgeschoben. Soll die Entwickelung aufhören, so wird von ausserhalb des Gehäuses,
in dem die Patrone eingeschlossen ist, auf das Drahtnetz ein Deckel mit
Gummidichtung aufgepresst. Aehnlich drückt zur Verwendung für Fahrradlaternen die
Wizard Manufacturing Company (Englisches Patent Nr.
21831/1897) das Carbid gegen eine Feuchtigkeit aufnehmende Masse, zu deren unteren
Seite Wasser aus einem Behälter fliesst. Fernere Lampenconstructionen, die zum Theil
auch für Fahrräder, Boote u.s.w. brauchbar sind, beschreiben F. H. Smith (Englisches Patent Nr. 4790/1897 und 7929/1897); J. G. A. Kitchen (Englisches Patent Nr. 7918/1897), der
den Carbidbehälter mit biegsamem Boden versieht, so dass bei ungenügender
Gasentnahme das Wasser darin unter das Niveau des Carbids gedrückt werden kann, oder
(Englisches Patent Nr. 8270/1897) das Wasser an einem Docht nach der unteren Seite
eines Gitters hochsaugt, gegen dessen obere Fläche Carbid durch eine Feder oder ein
Gewicht gepresst wird; F. Rhind (Englisches Patent Nr.
20051/1897), der die Dochte seitwärts einführt; L.
Chambault (Englisches Patent Nr. 19951/1897).
Der von G. Lunge und E.
Cedercreutz (vgl. D. p. J. 1898 307 214) zum Reinigen des Acetylens empfohlene Chlorkalk gibt nach
P. Wolff (Chemiker-Zeitung, 1898 Bd. 22 S. 281) Veranlassung zu kleinen Explosionen,
wenn das Acetylen noch ammoniakhaltig ist. Das Gas muss also erst durch einen guten
Wäscher geschickt werden. In ihm wird es von Ammoniak und dem grössten Theil des
Schwefelwasserstoffs befreit. Der Rest des letzteren nebst dem Phosphorwasserstoff
wird vom Chlorkalk oxydirt. Die Chlordämpfe und Feuchtigkeit werden hinter dem
Gasometer durch Kalk absorbirt. Das so gereinigte Gas besitzt nur noch einen ganz
schwachen, nicht unangenehmen ätherischen Geruch. Für die praktische Verwendung
verleiht man ihm einen stärkeren durch Ueberleiten über Carbid oder Durchleiten
durch Carbylamin, Amylacetat u. dgl. A. Bergé und A. Reychler (Bulletin de la
Société chimique, 1897 Bd. 17 S. 218) wollen das Acetylen durch
Sublimatlösung von Phosphorwasserstoff befreien. Dies`dürfte nicht angängig sein, da
nach P. Biginelli (Ann. di
Farmacoterap. e Chim., 1898. S. 16; Chemisches
Centralblatt, 1898 Bd. 1 S. 925) das Acetylen mit Quecksilberchlorid in
salzsaurer Lösung eine Verbindung Cl . CH : CH . HgCl bildet.
Zur Aufspeicherung des Acetylens (vgl. D. p. J. 1897 304 140; 1898 307 214) lösen
es G. Claude, Saint Mandé und A. Hess (Englisches Patent Nr. 29750/1896) unter Druck in einer oder in
einem Gemische mehrerer der folgenden Flüssigkeiten: Fette und aromatische
Kohlenwasserstoffe und ihre Chlor-, Brom-, Jod- und Nitroderivate; niedere Fett- und
Oxyfettsäuren; Aldehyde und ungesättigte Alkohole der Fettreihe; Aether, Phenole und
aromatische Amine; Trimethylen, Furfuran, Thiophen, Furfurol u.s.w. und ihre
Derivate. Barillot und Leclaire (Französisches Patent Nr. 262836) benutzen Aceton und andere
ungesättigte organische Verbindungen.
Die „von selbst“ zu Stande gekommenen Explosionen des Acetylens schreibt J. Vértess (Chemiker-Zeitung, 1898 Bd. 22 S. 175) der Entzündung des
Phosphorwasserstoffs durch die hohe Temperatur im Entwickler zu. Durch Beimengung
von Wasserdampf kann die Flamme abgekühlt und demzufolge unverbranntes Gas aus dem
Brenner mitgerissen werden. Die Condensation des Wasserdampfs sollte in Skrubbern
versucht werden. An den Brennern wurden öl- und theerartige Ausscheidungen,
wahrscheinlich polymerisirte Kohlenwasserstoffe, gefunden, in längeren
Leitungsröhren Kohlenablagerungen und ein Kohlenwasserstoffe enthaltendes
Condensationswasser. Berdenich (Journal für Gasbeleuchtung, 1898 Bd. 41 S. 290) hat Acetylenexplosionen
beobachtet, die er darauf zurückführt, dass durch Stehenbleiben des Werks der
trockenen Gasmesser der Gaszufluss aufhörte und die langsam erlöschenden Flammen bis
zur Gasuhr zurückschlugen. Nach P. Wolff (Journal für Gasbeleuchtung, 1898 Bd. 41 S. 338) findet
ein Zurückschlagen selbst bei absichtlichem Zurücksaugen des Gasgemisches direct in
die Leitung nicht statt.
Bei der Einwirkung von Sonnenlicht auf Acetylen haben W. A.
Bohn und J. Wilson (Chemical Soc. vom 16. Juni 1898; Chemiker-Zeitung, 1898 Bd. 22 S. 535) die Bildung eines gasförmigen
ziemlich dichten Kohlenwasserstoffs beobachtet. An den Versuchsröhren wurde ein
brauner Beschlag beobachtet, auf den rauchende Salpetersäure fast nicht einwirkte.
Die zurückbleibenden gelben Platten bestanden anscheinend aus einem sehr dichten
Kohlenwasserstoff oder Kohlenwasserstoffen. Im salpetersauren Filtrat konnten
Nitroderivate des Benzols oder Naphtalins nicht nachgewiesen werden.
Als photometrische Einheit hat Violle schon vor etwa 2
Jahren das Acetylen vorgeschlagen. Ch. Féry (Comptes rendus, 1898 Bd. 126 S. 1192) findet, dass
innerhalb weiter Grenzen die Höhe der Flamme, die aus einer Thermometerröhre brennt,
proportional der Intensität ist. Durch Erhitzen von Acetylen oder Carbiden mit einer
wässerigen Lösung von Wasserstoffsuperoxyd auf 150° unter 5 at Druck will F. J. Bergmann (D. R. P. Nr. 96427, Englisches Patent
Nr. 23957/1897) Graphit erzeugen. Flüssiges Acetylen allein oder im Gemenge mit
anderen Gasen, wie Kohlenwasserstoffen und Stickoxyden, will Dubois (Französisches Patent Nr. 264019) in Granaten als Explosivmittel
benutzen. Seine Explosivkraft beim Entzünden durch einen glühenden Platindraht
nähert sich derjenigen der Schiessbaumwolle. H. G.
Söderbaum (Berichte der deutschen chemischen
Gesellschaft, 1897 Bd. 30 S. 3014) hat seine Untersuchungen über die
Verwendbarkeit des Acetylens als quantitatives Reagens (vgl. D. p. J. 1898 307 215) fortgesetzt. Mit Cadmium
gemengtes Kupfer fällt er nach Erwärmen unter Zusatz von schwefliger Säure und
Ammoniak, mit Arsen gemengtes nach Sättigung mit Alkali. Voluminöse scharfkantige
Krystalle oder seidenartige filzige Nadeln von der Formel C2H2 . Cu 2Cl 2 erhielt R. Chaxastelon (Académie des
Sciences vom 20. Juni 1898; Chemiker-Zeitung,
1898 Bd. 22 S. 555) durch Einwirkung von reinem Acetylen auf eine salzsaure Lösung
von Kupferchlorür oder auf eine wässerige oder alkoholische Lösung von Kupferchlorid
in Gegenwart von Kupfer. Giesst man (Académie des
Sciences vom 4. Juli 1898; Chemiker-Zeitung,
1898 Bd. 22 S. 584) die Mutterlauge der Krystalle C2H2 . Cu 2Cl 2 oder eine mit Acetylen gesättigte Lösung
von Kupferchlorür in Salzsäure in einen Ueberschuss von Wasser, so entsteht ein
flockiger violetter Niederschlag von der Formel C2H2 . Cu 2Cl 2 . Cu 2O.
W. Hempel und L. Kahl (Zeitschrift für angewandte Chemie, 1898 S. 53) haben
gefunden, dass beim Zusammenbringen von phosphorwasserstoffhaltigem Acetylen mit
überschüssigem Kupfersulfat bei Gegenwart von Quecksilber durch die Absorption des
Phosphorwasserstoffs eine Volumenverminderung eintritt, die genau dem vierfachen
Volumen des vorhandenen Phosphorwasserstoffs entspricht. Dieses Verhalten benutzen
sie zur gasanalytischen Bestimmung des Phosphorwasserstoffs im Acetylen. Sie messen
das verunreinigte Gas erst in einer mit Quecksilber gefüllten Gasbürette, treiben es
dann in eine Quecksilber enthaltende Gaspipette, die 3 cc saurer, mit Acetylen
abgesättigter Kupfersulfatlösung enthält, schütteln 3 Minuten, messen den Gasrest
und dividiren durch 4. Die Kupfersulfatlösung enthält 15,6 g krystallisirten
Kupfervitriol, 100 cc Wasser und 5 cc verdünnte (1 Vol.: 4 Vol.) Schwefelsäure.
Th. Glover (Gas World, 1898
Bd. 28 S. 321) bespricht Entwickler und Brenner, sowie die Verwendbarkeit des
Acetylens. Mit dem in England hergestellten Carbid könnten allein 450 Millionen
Kerzenstunden geliefert werden. Nimmt man den Preis für 1 t Carbid zu 320 M., und
liefert 1 l Acetylen 1,25 Kerzenstunden, so kosten 1000 Kerzenstunden beim Acetylen
78 Pf., beim Flachbrenner (1 cbm Gas = 9 Pf.) 80 Pf., beim Argand-Brenner 74 Pf.,
beim Auer-Brenner 24 Pf. und beim elektrischenGlühlicht (60 Watt in 1 Stunde) 180 Pf. Auf den
preussischen Staatsbahnen wird (Glaser's Annalen, 1898
S. 19) zur Beleuchtung ein Gemisch aus 1 Th. Acetylen und 3 Th. Fettgas eingeführt.
Bei einem Verbrauche von 27 l beträgt die Leuchtkraft einer Flamme von mehr als 16
HK. etwa dreimal so viel wie bei der gleichen Menge Fettgas. Nach V. B. Lewes (L'Éclairage
électrique, 1898 Bd. 14 S. 403) gibt ein Gemisch aus 10 Proc. Acetylen, 30
Proc. Methan und 60 Proc. Wasserstoff (oder Kohlenoxyd, Wassergas u.s.w.) auf 1 cbm
14 bis 15 Kerzenstunden zum Verkaufspreise von etwa 12 Pf., während Oelgas 24 Pf.
kostet und nur 9 bis 10 Kerzenstunden liefert. Die Leuchtkraft der Acetylenflamme
nimmt nach S. Zinno (Luce e
Calore, 1897 Bd. 1 S. 118) durch Beimischung von Stickoxyd zu.
Um bei der Verbrennung des Acetylens die Abscheidung kohlenstoffreicher
Polymerisationsproducte in den Brennern zu verhüten, stellt P. P. ll. Macé (Englisches Patent Nr. 14905/1897) ein gemischtes
Calciummangancarbid durch Zusatz von 5 bis 15 Proc. Braunstein zu der
Kalk-Kohlemischung her. Bei der Zersetzung des Mangancarbids durch Wasser entsteht
neben Methan ebenso viel Wasserstoff, der sich im Entstehungszustande mit dem aus
dem Acetylen ausgeschiedenen Kohlenstoff zu einem brennbaren Kohlenwasserstoff
vereinigt. Das Russen soll nach V. B. Lewes (Journal of Gas Lighting, 1897 S. 1177) durch den
Brenner von Naphey vermieden werden. Bei ihm strömen
zwei feine Strahlen Acetylen gegen einander, die an der Austrittsstelle aus der
Brennerröhre von einem Luftcylinder umgeben sind. Wenn man 30 Proc. Methan mit
Wasserstoff, Kohlenoxyd oder Wassergas mischt, und dieses Gemenge mit 10 Proc.
Acetylen zusammen verwendet, erhält man ein Gas, das ganz wie das gewöhnliche
Steinkohlengas behandelt werden kann und 20 Kerzen gibt. Das comprimirte Gemenge
explodirt erst bei Temperaturen, die den Metallcylinder schmelzen würden. Um die
Erhitzung des Brenners und dadurch die Abscheidung von Kohle zu vermindern, machen
G. Lebrun und F.
Cornaille (Englisches Patent Nr. 20574 von 1897) die Zündröhre aus dünnem
Glase oder anderem schlecht leitenden Material. Sie ist in einer Metallhülse mit
centraler Bohrung am Boden befestigt. Die Ausströmungsstelle ist innen rund, aussen
trompetenförmig. Das Verstopfen der Brenneröffnungen wollen O. Falbe und E. Borchardt (Englisches Patent
Nr. 27536/1897) dadurch vermeiden, dass sie auf jede eine Kappe mit einem grösseren
Schlitz setzen. Zu demselben Zwecke bringt E. H. J.
Schülke (Englisches Patent Nr. 926/1898) in geringer Entfernung über den
Brenneröffnungen eine Scheibe mit einem oder mehreren Löchern an. Für Heizzwecke
erzeugt M. Wagner (Englisches Patent Nr. 29960/1897)
Acetylen unter 20 bis 100 cm Druck durch Niveauerhöhung im Wasserbehälter.
IV. Alkali und Chlor.
Bei der elektrolytischen Darstellung von Alkali- und Erdalkalimetallen, besonders den
letzteren, aus den geschmolzenen Hydroxyden hat es sich gezeigt, dass bei der
nothwendigen ziemlich hohen Stromdichte das Metall in Form kleiner Kügelchen von der
Kathode abgestossen und zum grössten Theil von dem im Fluss gelösten Sauerstoff oder
Halogen wieder gebunden wird, während der an die Oberfläche gelangende Rest
sich so fein vertheilt, dass er sich schwer sammeln lässt. Um dies zu vermeiden,
lassen W. Rathenau und C.
Suter (D. R. P. Nr. 96672) die stab- oder schuhförmigen senkrechten
Kathoden den Fluss nur an der Oberfläche capillar berühren. Das Metall wird dann
gleich beim Entstehen durch Oberflächenanziehung festgehalten und sammelt sich zu
grossen Augen, die durch die überdeckende Elektrode gegen Oxydation geschützt
werden. Um die Entfernung des Metalls zu erleichtern, wird die Elektrode so
eingerichtet, dass sie zur Seite gebogen oder hochgehoben werden kann. Die
Berührungselektroden machen die Gewinnung des Metalls auch von der chemischen
Beschaffenheit des Flusses und besonders von seiner Temperatur unabhängig, da nur
eine einseitige und vorübergehende Berührung stattfindet. Die Berührungsflächen
werden vortheilhaft nicht mit mehr als etwa 10 Ampère auf 1 qc belastet. Eine
besonders für Natriumgewinnung geeignete Form der Berührungselektroden zeigt Fig. 10. Ein schmiedeeiserner, nach unten schwach
convex gearbeiteter Schuh s ist an einem federnd
elastischen Kupferbande b befestigt, das ein seitliches
Abheben der Elektrode von der Oberfläche des Flusses erlaubt. Nach oben ist das Band
mit einer Klemmvorrichtung k versehen, durch die es
verschiebbar an die gemeinschaftliche Sammelschiene angeschlossen werden kann.
Textabbildung Bd. 309, S. 198
Fig. 10.Berührungselektrode von Rathenau und Suter.
Zur elektrolytischen Gewinnung von Chlor brauchen E. J.
Hunt und Ed. F. Watson (Englisches Patent Nr.
29066/1896) Alkalichloridlösung, in die Anoden aus Retortenkohle tauchen und
vollkommen neutrale Eisenchloridlösung vom specifischen Gewicht 1,4, mindestens aber
1,25, die zahlreiche Eisenbleche als Kathoden aufnimmt und von der ersteren Lauge
durch ein Diaphragma getrennt ist.
F. Taylor, A. Cooke und B. W. D.
Montgomery (Englisches Patent Nr. 6929/1897) umgeben die Eisenblechkathoden
mit Glasfäden in dachförmiger Anordnung, so dass das Herabsinken der Natronlauge und
das Emporsteigen der Gase erleichtert wird. Der Widerstand der Kohlenanoden gegen
die zerstörende Einwirkung des Chlors und Sauerstoffs ist nach H. Becker (L'Industrie
électrochimique, 1898 Bd. 2 S. 25) um so grösser, je dichter sie sind.
Deshalb sollte bei ihrer Fabrikation möglichst wenig eines Bindemittels verwendet
werden, das beim Verkoken viel Kohle hinterlässt, und das Erhitzen bei möglichst
hoher Temperatur vorgenommen werden. Anoden aus platinirtem Metall werden ziemlich
schnell abgenutzt, schwerer die aus Platin. Am haltbarsten sind solche aus 10 Proc.
Iridium haltigem Platin. Chavanne (Französisches Patent
Nr. 267652) will bei elektrolytischen Processen Elektroden aus Carborund und
Diaphragmen mit Maschen, wie Metall- oder Asbestgewebe, anwenden. Zur Herstellung
eines Diaphragmas setzen J. D. Darling und Ch. L. Harrison (D. R. P. Nr. 97166; Englisches Patent
Nr. 22236/1897) zwei Eisenblechcylinder in einander, die oben in den Wänden
durchlocht sind, unten aber einen festen Boden haben, und füllt den Zwischenraum mit
Magnesia, die im elektrischen Ofen zu einer glasartigen Masse geschmolzen und dann
so weit zerkleinert ist, dass sie noch durch 20maschige aber nichtmehr durch 30maschige Gaze
geht. Geschlossen wird die Füllung durch eine Schicht Cement oder Kitt. Durch
Aenderung der Dicke der Körnerschicht und der Feinkörnigkeit des Materials kann dem
Diaphragma verschiedene Porosität und Leitfähigkeit gegeben werden.
Textabbildung Bd. 309, S. 199
Fig. 11.Verticalschnitt der Hargreaves-Bird-Zelle.
Die Electrochemical Company, London, der 3500
elektrische zur Verfügung stehen, erzeugt jetzt wöchentlich 70 t
70procentiges Aetznatron, 130 t 37- bis 38procentigen Chlorkalk und 5 bis 6 t
Kaliumchlorat. Die jetzt über 2 Jahre arbeitende Versuchsanlage für den Hargreaves-Bird-Process (vgl. D. p. J. 1897 304 161) in Farnworth bei Widnes
gebraucht nach J. B. C. Kershaw (The Electrician 1898 Bd. 40 S. 547) eine Dynamo von
2200 Ampère und 5 Volt, die von einem 20pferdigen Gasmotor, der 175 Touren in 1
Minute macht, getrieben wird. Eine 14,5 qc starke Kupferleitung führt den Strom zu
der 1,5 m tiefen, 3 m langen und 0,35 m breiten elektrolytischen Zelle, die eine
innere Anodenkammer und zwei äussere Kathodenräume enthält. In Fig. 11, die einen schematischen Endverticalschnitt
der Zelle gibt, bedeutet a die Mauerung, auf der die
Zelle steht, b einen steinernen Deckel, c den aus Blei-Kupferlegirung bestehenden Anodenkern,
auf den rohe Blöcke aus Gaskohle e aufgeschoben sind,
und der an den freien Stellen durch Cement f geschützt
wird, d Anodenkammer, g
die zugleich als Diaphragma dienende Kathode, h
Kathodenkammer, i Ablaufrohr. Die innere Kammer d ist fast gefüllt mit der Salzlauge, die 70° warm ist,
auf constantem Niveau gehalten wird und ständig durch sie circulirt. Der
Kathodenraum h wird fortwährend mit Dampf und
Kohlensäure gespeist. Die Diaphragmenkathoden haben je 1,5 × 3 m wirksame
Oberfläche. Die neue Anodenform, die von Connor
herstammen sollThatsächlich ist sie von Richardson im
englischen Patent Nr. 19953/1892 angegeben worden (vgl. Peters, Angewandte Elektrochemie, Bd. 2 Abth. 1
S. 188.), hat sich den früher gebrauchten flachen weit überlegen gezeigt. Sechs
Anoden sind parallel geschaltet. Chlor und Lauge werden nach einem Behälter
geleitet, wo letztere wieder mit Salz gesättigt wird, während das Chlor in die
Absorptionskammern zur Erzeugung von Bleichmitteln oder Chlorat geleitet wird. Die
Kathodenlauge zeigte im Mittel das specifische Gewicht 1,125 und enthielt 10,90
Proc. Natriumcarbonat, sowie 0,94 Proc. Natriumchlorid. Sie war aus einer Zelle
entnommen, deren Diaphragmen schon 40 Tage arbeiteten, während sie im normalen
Betriebe bereits nach 30 erneuert werden. Andere Proben, die aus der Zelle mit 36
Stunden gebrauchtem Diaphragma stammten, hatten im Mittel das specifische Gewicht
1,094 und einen Gehalt von 10,44 Proc. Natriumcarbonat und 0,10 Proc.
Natriumchlorid. Freies Chlor und Hypochlorit war in keiner Probe nachzuweisen. Bei
neuen Diaphragmen ist der Widerstand etwas grösser als bei gebrauchten, so dass bei
1800 Ampère, die durch die Zelle geschickt werden, 5,4 Volt Badspannung herrscht.
Mit einem Strome von rund 2050 Ampère und 4,2 Volt (Dqdm = 2,0 bis 2,2 Ampère) werden in 24 Stunden etwa 100 kg Salz zersetzt.
Die Stromausbeute beträgt im Mittel 91,5 Proc. die Energieausbeute 50,02 Proc. Nach
anderen Angaben (L'Industrie électrochimique) enthält
die Soda noch 1 bis 2 Proc. Natriumchlorid. De Solage
(Französisches Patent Nr. 268087) verwendet einen Apparat, der aus Rahmen aus
paraffinirtem weichem Holze hergestellt ist. Diese werden stark an einander
gepresst, so dass der Behälter wasserdicht wird. Auf die plattinirte positive Anode
folgt ein Diaphragma aus Pergamentpapier. In die dadurch gebildete Abtheilung kommt
Kochsalzlösung. Durch ein zweites Diaphragma und die Kathode werden zwei weitere
Räume hergestellt, in die man reines Wasser giesst. Die letzte Abtheilung hat am
Boden ein Loch zum Ablassen der gebildeten Natronlauge. Zwischen dieser
Zersetzungszelle und einer zweiten bringt man eine isolirende Schicht von
Guttapercha an. Alle Elektroden sind paarweise verbunden. Dqdm = 4 Ampère, E = 3 Volt.
Bei der versuchsweisen Ausführung des Vautin-Processes
in Bolton (Lancashire) vor einigen Jahren zeigte es sich nach J. B. C, Kershaw (The
Electrician, 1898 Bd. 40 S. 623), dass das geschmolzene Gemisch von Salz,
Blei und Natrium den Tiegel stark angriff, und dass sich bald die Bleikathode mit
einer Kruste der Legirung bedeckte, das fernerhin ausgeschiedene Natrium sich also
nicht mehr mit dem geschmolzenen Blei verbinden konnte, sondern an die Oberfläche
der Schmelze stieg und dort verbrannte. Gleichzeitig wuchs die elektromotorische
Gegenkraft der Zelle sehr stark. Diese Uebelstände hat L.
Hulin (vgl. D. p. J. 1897 304 261 und 1898 307 237)
dadurch vermieden, dass er einen Elektrolyten aus Kochsalz und Bleichlorid nimmt.
Natrium und Blei scheiden sich dann zu gleicher Zeit aus. Es kann also keine
Verkrustung der Kathode eintreten, sondern die Legirung diffundirt regelmässig und
leicht in das geschmolzene Blei. Durch die Abwesenheit freien Natriums und seines
Subchlorids wird auch die zerstörende Wirkung der Schmelze auf den Tiegel bedeutend
vermindert. In der Versuchsanlage bei Matussière und
Forest in Modane wurde ein Strom von 2000 Ampère und 32 Volt durch vier
Schmelztiegel geschickt. Jeder
Volt
Ausbeute in g
Nutzeffect in Proc.
für 1 Ampère-Stunde
für 1 Kilo-Watt-Stunde
Strom
Energie
NaOH
Cl
NaOH
Cl
NasseProcesse
Hargreaves-BirdCastner-KellnerRichardson-Hollanddto.Theoretisch
3,44,06,04,02,3
1,1961,363––1,495
1,0571,136––1,322
351340––650
310284––574
80,0 91,0 97,5 97,5100,0
54,0 52,3 37,3 56,0100,0
TrockeneProcesse
HulinTheoretisch
7,04,2
1,0521,495
0,9071,322
150356
129314
69,3100,0
41,5100,0
Tiegel erforderte 7 Volt. Am besten arbeitet man mit Dqdm = 70 Ampère, also mit 30mal mehr als bei wässerigen Lösungen rathsam
ist. Zur Lösung der Bleianode werden 12 Proc. des Stromes benutzt. In 1 /Tag
erhält man 1,85 k Chlor und 1,24 k Natrium. Die Legirung wird Ѥurch Wasser (Dampf
ist zu gefährlich) oder Lösungen von Chemikalien in Natriumhydroxid und schwammiges
Blei zerlegt. Röstet man vor dem Ausziehen mit Wasser im Luftstrom bei dunkler
Rothglut, so erhält man Bleisuperoxyd. Einen Vergleich der verschiedenen
elektrolytischen Alkaliprocesse gibt vorstehende Tabelle.
Der niedrigeren Ausbeute (für 1 Kilo-Watt-Stunde 150 g Natriumhydroxyd beim
Hulin-Process gegen 351 bei dem von Hargreaves-Bird)
stehen als Vortheile gegenüber: das sehr viel bedeutendere Ausbringen bei derselben
Grösse der Anlage, die Erlangung einer concentrirten Lösung ohne Verdampfen und die
Gewinnung höherwerthiger Nebenproducte. Der Geldwerth dieser Vortheile kann nicht
beziffert werden. Er müsste aber den an grösserer elektrischer Energie, die der
Hulin-Process erfordert, mindestens aufwiegen. Es verlangen nämlich zur Erzeugung
von 1 t 70procentigen Alkalis und 2,1 t 35procentigen Bleichmittels an Energie der
Process von
Hargreaves-Bird
2,609
Kilo-Watt-Stdn.
im
Werthe
von
£
2
1
8
Castner-Kellner
2,694
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2
3
0
Hulin
6,106
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4
17
7
Zur Ausbeutung des Hulin-Processes hat sich in Grenoble die Société des Soudières Électrolytiques mit einem Kapital von 2400000 M.
gebildet. Bei Clavaux Isère werden Werke gebaut, die 5000 von dem Flusse
Romanche erhalten. Man erwartet ein tägliches Ausbringen von 4 t Natriumhydroxyd und
8 t Bleichmittel. Steinhart und Vogel (Electrician vom 18. März 1898) führen
die niedrige Ausbeute von 69,3 Proc. beim Hulin-Process darauf zurück, dass das
Bleichlorid nicht vom Strom sondern durch das Natrium zerlegt wird. Sie konnten es
bis zu einer Stromausbeute von 95 Proc. bringen.
(Fortsetzung folgt.)