DE223143C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 8 m. GRUPPE

HENRI CHAUMAT in PARIS.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. August 1907 ab.

Das vorliegende Verfahren betrifft einen elektrolytischen Prozeß zur Darstellung einer reinen und klaren konzentrierten Lösung von Indigweiß, die direkt zur Färbung verwendet werden kann. Das Verfahren besteht in der Hauptsache im Gebrauch einer besonderen Kathode, die aus einer Mischung von Indigopulver und einem pulverförmigen Leiter, z. B. Graphit, besteht. Diese Mischung wird in einem Sack

ίο um einen leitenden Kern herum angehäuft.

Die Kathode ist und bleibt porös; sie ist mit dem Elektrolyten durchtränkt, und infolgedessen besteht zwischen der Kathode und dem Elektrolyten eine große Berührungsfläche, welche die äußere Oberfläche an Größe bei weitem übertrifft.

Hierdurch unterscheidet sich das vorliegende Verfahren von der bekannten elektrolytischen Reduktion und Oxydation von nicht leitenden festen organischen Verbindungen. Das bekannte Verfahren besteht darin, daß man die zu behandelnden Verbindungen fein pulvert und sie dann mit einem gleichfalls fein gepulverten Leiter erster Klasse mischt, nötigenfalls unter Beigabe eines Bindemittels. Man formt dann diese Masse in der Wärme unter einem Druck von 30 bis 60 Atmosphären, um auf diese Weise Elektroden zu bilden, die man in eine passende Flüssigkeit einhängt entweder am negativen oder positiven Pol, je nach dem gewollten Effekt. Der Sauerstoff oder der 'Wasserstoff, der sich auf der Oberfläche der so gebildeten Elektrode entlädt, wirkt allmählich auf die organische Verbindung ein. Die Elektrode zersetzt sich allmählich an der Oberfläche, und der Leiter erster Klasse fällt auf den Boden des Gefäßes, wo er gesammelt werden kann.

Die Porosität der im vorliegenden Verfahren benutzten Kathoden ist der Grund dafür, daß kein Wasserstoff unbenutzt entweicht. Die Wirkung ist also viel besser als bei Verwendung fester Kathoden. Andererseits kann man die Stromstärke vermehren, ohne den Effekt zu vermindern, und man kann Stromdichten von 10 Amp. pro Quadratdezimeter äußerer Oberfläche verwenden, was noch nie bei einem elektrolytischen Prozeß, in dem Gase auf feste Körper einwirken, erreicht worden ist. Die Grenze der Erhöhung der Stromdichte liegt allein in der Erhitzung der Kathode. Nach dem vorerwähnten Verfahren kann man mit Stromdichten von 1 bis 2,5 Amp. pro Quadratdezimeter arbeiten, aber da das Gas sich nur ayf der äußeren Oberfläche entwickelt, so wird zweifellos eine große Menge Gas, ohne chemisch eingewirkt zu haben, entweichen, und der Effekt wird sehr herabgesetzt.

Die Porosität der Kathode gestattet auch, bei der Reduktion des Indigos einen höheren Nutzeffekt zu erzielen als ein gleichfalls bekanntes Verfahren zur elektrolytischen Gewinnung von Indigweiß, welches in der Haupt-

sache darin besteht, daß man eine Lösung von Sulfiten oder Bisulfiten der Alkalien, die Indigo in Suspension enthält, elektrolysiert. Bei diesem bekannten Verfahren bewirkt der Strom die Bildung von Alkalihydrosulfit, das Indigblau zu Indigweiß reduziert. Man kann hierbei mit Stromdichten von 3 bis 4 Amp. pro Quadratdezimeter arbeiten, natürlicherweise auf Kosten der Wirkung, denn der gasförmige Wasserstoff ist nur an der Trennungsfläche der Elektroden und des Elektrolyten unter Bildung von Hydrosulfit wirksam, das dann seinerseits auf den suspendierten Indigo reduzierend einwirkt.

Der Elektrolyt kann beispielsweise aus einer wäßrigen Lösung von Natriumkarbonat bestehen oder auch aus einer Lösung von Sulfiten, Bisulfiten oder Sulfiden der Alkalien und Erdalkalien allein oder im Gemisch. Im ersten Falle ist ein Diaphragma nötig; bei der Verwendung von Sulfiten, Bisulfiten oder Sulfiden ist das nicht der Fall, da der entwickelte Sauerstoff durch das Salz absorbiert wird, das sich seinerseits an Stelle des Indigweiß oxydiert.

Die Nichtverwendung des Diaphragmas ermöglicht eine große Ersparnis an elektrischer Energie. Ein Vorzug bei Benutzung des Diaphragmas liegt dagegen darin, daß man als Elektrolyten eine Lösung des billigen Natriumkarbonats verwenden kann. Man wird also dann besonders mit einem Diaphragma arbeiten, wenn die Elektrizität sehr billig ist.

Über die Flüssigkeitsschicht des in ein geeignetes Gefäß eingebrachten, aus Salzen der Alkalien oder Alkalienerdmetalle, etwa aus Natriumkarbonat, gebildeten Bades bringt man, um jede Berührung mit der Luft zu verhindern, entweder eine isolierende Flüssigkeitsschicht, wie Öl, oder eine isolierende Gasschicht, z. B.

Kohlensäure. Dabei sind Kathode und Anode, die aus Kohle oder einem nicht oxydierenden Metall bestehen, in der oben beschriebenen Aus-. führung schon vorher in das Bad eingeführt. Die Anode kann auch in einem Diaphragma untergebracht sein.

Unter dem Einfluß des elektrischen Stromes bildet sich an der Anode Sauerstoff, der in geeigneter Weise entfernt wird, z. B. durch Absaugen aus dem durch das Diaphragma um die Anode gebildeten Raum; wenn das Bad Sulfide oder Sulfite enthält, so ist das Diaphragma unnötig, da der Sauerstoff, wie erwähnt, von dem Bade selbst absorbiert wird. An der Kathode bildet sich dagegen Wasserstoff, welcher den Indigo reduziert und den unlöslichen Indigo in Indigweiß überführt, das in Alkali löslich ist, welches sich an der Kathode in gerade der notwendigen und zur Lösung des Indigweiß genügenden Menge bildet,

Man erhält auf diese Weise in kürzester Zeit eine sehr konzentrierte Lösung von Indigweiß, die entweder sofort zum Färben verwendet werden oder auch unter Luftabschluß unbegrenzte Zeit in entweder verlöteten oder sonstwie absolut dicht verschlossenen Gefäßen aufbewahrt werden kann.

Das neue Verfahren gestattet daher, im voraus und in sehr großen Quantitäten die zur Herstellung der Indigoküpe notwendigen Flüssigkeiten herzustellen.

Von den zahlreichen Vorzügen, welche den Gegenstand der Erfindung auszeichnen, seien hier kurz folgende erwähnt:

1. Das Verfahren gestattet, in wenigen Stunden eine Indigoküpe herzustellen, während die bisher gebräuchlichen Verfahren durch Gärung sehr lange Zeit beanspruchen und sehr empfindliche Operationen darstellen, die eine sorgfältige Überwachung erfordern.

2. Man erhält durch dieses Verfahren Lösungen, welche ausschließlich Indigweiß und die zur Lösung des Indigweiß nötigen Mengen Ätzalkali enthalten.

3. Man erhält viel konzentriertere Lösungen als nach dem Gärungsverfahren

4. Das Verfahren ermöglicht., die Indigolösung unbegrenzte Zeit lang in geschlossenen Gefäßen aufzubewahren und diese Lösung zur Verwendung in der Färberei in den Handel zu bringen.

5. Das erhaltene Bad besitzt in jedem Falle die gleiche Zusammensetzung; seine Verwendung ergibt mithin für die Stückfärberei in bezug auf die Gleichförmigkeit der erhaltenen Färbungen ausgezeichnete Resultate.

6. Das Verfahren ist sehr ökonomisch.

7. Das Bad enthält keinerlei Fremdkörper und ist infolgedessen bemerkenswert ausgiebig.

Die mit vorliegendem Verfahren gemachten Versuche sind außerordentlich zahlreich. Sie sind mit Natriumkarbonat als Elektrolyt unter Verwendung eines Diaphragmas als Elektrolyt gemacht worden und besonders mit Natriumsulfit ohne Diaphragma.

Mit den benutzten Stromdichten (10 Amp. pro Quadratdezimeter) konnte man in zwei Stunden Lösungen erhalten, die 10 g Indigo im Liter enthielten. Die verwendete Lösungsmenge und infolgedessen auch die Menge Indigo hängt natürlicherweise von den Dimensionen des Gefäßes ab. Besonders interessant ist der Verbrauch an elektrischer Energie bezogen auf die Menge reduzierten Indigos.

Diese Resultate sind folgende: Bei der Verwendung von Karbonat und Diaphragma wer- den ungefähr 10 Kilowattstunden gebraucht für das Kilogramm reduzierten Indigos; bei der Verwendung von Sulfiten ohne Diaphragma dagegen pro Kilogramm Indigo weniger als zwei Kilowattstunden. Das Mittel, genommen

aus sieben Versuchen mit Sulfiten, ergab: 1,783 Kilowattstunden pro Kilogramm Indigo.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ' i. Elektrode, bestehend aus einer Mischung von fein gepulvertem Indigblau und einem fein gepulverten Leiter, z. B. Graphit oder Metallpulver, die in einem porösen Behälter, z. B. in einem Sack, um einen leitenden Kern herum angehäuft ist.
2. 2. Bei der elektrolytischen Reduktion von Indigo unter Benutzung einer Kathode gemäß Anspruch 1 die Verwendung von reduzierenden Salzen, wie z. B. Alkali- oder Erdalkalisulfit, -bisulfit oder -sulfid als Elektro-Iy ten.