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Elektrolyt zur Erzeugung elektrolytischer Niederschläge von Rhodium
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung jelektrolytischer Niederschläge
von Rhodium unter Benutzung eines sauren, ein Phosphat des Rhodiums enthaltenden
Elektrolyten. Sie bezweckt beispielsweise die Oberflächen leicht anlaufender Metalle,
wie Silber o. dgl., mit einem Überzug von Rhodium zu versehen und die billigeren
Metalle auf diese Weise gegen Anlaufen zu schützen.
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Es ist bekannt, Rhodium aus schwefelsauren Lösungen in Form von Rhodiumsulfat
niederzuschlagen. Es wurde nun gefunden, da.ß man durch Auflösen eines Rhodiumphosphats,
und zwar eines sauren oder basischen Phosphats bzw. irgendeiner das Phosphorsäureradikal
enthaltenden RhDdiumverbindung, in Schwefelsäure leinen Elektrolyten erhält, mit
dessen Hilfe sich Rhodiumniederschläge erzielen lassen, die allen bisher erzeugten
bei weitem überlegen sind und der außergewöhnlich beständig und lange gebrauchsfähig
ist.
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Zwar ist @es auch schon bekannt, Platin aus Phosphorsäure enthaltenden
Platinbädern galvanisch abzuscheiden, indessen sind einmal die .entsprechenden Platinbäder
wenig beständig, und außerdem lassen sich aus den Eigenschaften von Platinbädern
überhaupt keine Rückschlüsse auf ein analoges Verhalten von Rhodiumbädern ziehen,
da Platin und Rhodium, obwohl beide zur Grup-p-e der Platinmetalle gehörend, vollkommen
verschiedene chemische Eigenschaften haben, wie denn überhaupt zwischen den sechs
Metallen der Platingruppe weitgehende chemische und physikalische Unterschiede bestehen.
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Das unterschiedliche Verhalten zwischen Platin- und Rhodiumb.ädern
zeigt sich z. B. darin, daß aus Platinsulfat bzw. Platinphosphat enthaltenden Platinbädern
das Platin in im wesentlichen gleichen Niederschlägen abgeschieden wird, während
es sich gezeigt hat, daß aus Rhodiumphosphate in schwefelsaurer Lösung lenthaltenden
Bädern das Rhodium in talgleich hellerer und schönerer Form abscheidbar ist als
aus Bädern, welche das Rhodium in Form von Rhodiumsulfat enthalten.
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ZurHerstellung einer Lösung von Rhodiumphosphat in Schwefelsäure löst
maul beispielsweise z g Rhodium in Form von Rhodiumhydroxyd in 5 ccm Phosphorsäure
von 85 unter starkem Erhitzen auf und setzt zu dieser Lösung i 1 verdünnte Schwefelsäure
hinzu, die a o ccm H2 S O4 im Liter enthält. Stehen die neutralen bzw. sauren bzw.
basischen Rhodiumphosphatverbindungen als solche zur -Verfügung, so kann man diese
direkt in verdünnter Schwefelsäure, vorzugsweise von einer zwischen i und i o Volumprozenben
liegenden Konzentration, auflösen. Die Rhodiumgehalte der Bäder betragen zweckmäßig
0,2 bis 0,3 %, während die Phosphorsäuregehalte der Bäder zwischen o,3 und
o,9 % schwanken. Jedoch sind diese Prozentangaben lediglich beispielshalber gewählt
und
können abgeändert werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.
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Eine andere Herstellungsweise für den Elektrolyten besteht darin,
daß man ein Rhodiumsulfat in Phosphorsäure auflöst und dies Gemisch in verdünnte
Schwefelsäure einträgt, so daß man schließlich eine Rhodiumphosphatverbindung in
schwefelsaurer Lösung erhält.
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Eine weitere Herstellungsw leise für den Elektrolyten, ausgehend von
einer Rhodiumsulfatverbindung, besteht darin, daß man letztere in so viel Wasser
auflöst, daß die Lösung etwa. 2 bis 3 g Rhodium im Liter .enthält. Darauf setzt
man Schwefelsäure hinzu, und zwar so viel, daß die Schwefelsäurekonzentration des
Elektrolyten zwischen i und io Volumprozente liegt. Schließlich setzt man der Lösung
noch je Gramm Rhödium 3 ccm chemisch reine Phosphorsäure zu.
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Schließlich kann man zur Bereitung des Elektrolyten auch von jedem
beliebigen löslichen Rhodiumsalz, z. B. Rhodiumchlorid, Rhodiumsulfat Moder Rhodiumnitrat
ausgehen und dasselbe in Wasser auflösen. Nach Zusiatz von Phosphorsäure Moder seinem
l5slic'hen Phosphat macht man die Lösung mit Hilfe von Ammoniak, Ammoniumhydroxyd,
Keli- ;oder Natronlauge neutral bzw. alkalisch, was auch mittels Caxhonate, Phosphate
oder anderer .ähnlicher Salze geschehen kann. Der gebildete, aus einem Rhodiumphosphat
:oder einer -basisc"tien Rhbdiumph osphatverbindung bestehende Niederschlag wird
abfiltriert und dann in verdünnter Schwefelsäure von :etwa i bis io-Volumprozenben
aufgelöst. Man erhält so einen zur Herstellung von Rhodiumüberzügen dienenden Elektrolyten.
Wünscht man vorher noch eine weiters Reinigung vorzunehmen, so kann man das Rhodium
aus der Lösung, wie hoben beschrieben, wieder ausfällen, den Niederschlag abfiltrieren
und abermals in Schwefelsäure auflösen.
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Bei Anwendung irgendeiner @ der zuvor beschriebenen Badflüssigkeiten
oder Elektrolyten hält man zweckmäßig die Temperatur zwischen 35°C und 5o° C, die
Spannung zwischen 2,4 und 2,8 Volt. Diese Zahlen stellen aber lediglich Ausführungsbeispiele
dax und können abgeändert werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.
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Offenbar liegen in den Elektrolyten gemäß der Erfindung komplexe Rhodiumphosphatverbindungen
vor, die allem Anschein nach bei den angegebenen Temperaturen verdünnben Säuren
gegenüber stabil sind. Die Konstitution dieser Verbindungen ist bis jetzt nicht
genügend aufgeklärt.
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Es wurde nun. gefunden, ctaß man durch Verändern der Konzentrationen
und Temperaturen der miteinander reagierenden Lösungen eine große Anzahl verschiedener
Rhodiumphosphatverbindungen .erhalten kann, bei denen das Verhältnis von Rhodium
zu Phosphors.äureradikal wechselt, so daß die Moleküle der einzelnen Rhodiumverbindungen
verschiedene Mengen Rhodium enthalten. Einige von den Rhodiumphosphatverbindungen
-enthalten offenbar auch Hydroxylgruppen oder -radikale bzw. Säurereste :oder -radikale.
Das Kennzeichnende aller dieser Komplexverbindungen ist, daß sie, in schwefelsaurer
Lösung als Elektrolyte angewandt, bessere RhodiumnIederschläge vergeben, als sie
bisher erhalten wurden.
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Die bisher beschriebenen Elektrolyte enthielten die Rhodiumphosphatverbindungen
in schwefelsaurer Lösung, jedoch können, wie ausdrücklich bemerkt sei, auch andere
anorganische Säuren, wie z. B. Phosphorsäure, Kieselfluorwasserstoffsäure, Perchlorsäure,
Verwendung finden, und zwar für sich allein ,oder in Mischung miteinander, so daß
die Badflüssigkeiten nur eine bzw. jede beliebige Anzahl der genannten Säuren enthalten.
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Das folgende AusführungsbeispiIel beschreibt einten Elektrolyten,
der eine phosphorsaure Lösung von Rhodiumphosphat darstellt, jedoch beschränkt sich
die Erfindung, wie ausdrücklich bemerkt sei, weder auf die angegebenen Mengenverhältnisse
noch auf die angegebenen Arbeitsbedingungen. Beide können abgeändert werden, ohne
vom Wesen der Erfindung abzuweichen.
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Beispiel -z 1 dieses Elektrolyten enthält 2 g Rhodium in Form von
Rhodiumphosphat und . 40 ccm chemisch reine Phosphorsäure von 85 %; der Rest ist
Wasser.
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Beim Arbeiten mit vorstehendem Elektrolyten -werden zweckmäßig folgende
Bedingungen eingehalten: Stromdichte etwa 2 bis 3,5 A/dm-2, Temperatur q.o bis q.5°
C, Spannung 3 bis q. V.
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Beabsichtigt man ein unedles Metall zu überziehen, so muß die zum
Ansetzen des Elektrolyten dienende Säure schwach sein, da die stärkeren anorganischen
Säuren das unedle Metall angreifen würden. Deshalb bevorzugt man für manche Fälle
die schwächeren Säuren.
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Behandelt man Gegenstände aus Silber oder anderen nicht anlaufenden
Metallen gemäß der Erfindung, so ist der erhaltene Rhodiumüberzug weißer und reflektiert
das Licht in höherem Maße, als die bisher erzeugten Rhodiumüberzüge, und seine Farbe
kommt der des Silbers außerordentlich nahe. Es kommt hinzu,- daß es gelingt, mit
Hilfe der Elektrolyte gemäß der Erfindung starke
Rhodiumüberzüge
zu erzeugen, ohne daß es notwendig ist, dieselben mit der Drahtbürste zu kratzen
und zu polieren. Dieser Umstand ist von größter wirtschaftlicher Bedeutung, da viele
Metallgegenstände so beschaffen sind, daß :ein Kratzen oder Polieren derselben nach
dem Elektroplattieren nicht angängig ist. Juwelierwaren und silberne Gegenstände
lassen sich gemäß der Erfindung überziehen, ohne ihren ursprünglichen Hochglanz
einzubüßen, sie erhalten vielmehr eine weiße, das Licht stark reflektierende Oberfläche.
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Die Erfindung läßt sich auch auf das Überziehen von Metalloberflächen
mit Rhodium anwenden, die nicht zum Anlaufen neigen, wie z. B. Juwelierwaren, Uhrgehäuse
und ähnliche Gegenstände, denen man eine haltbare, glänzende, leuchtend weiße Oberfläche
verleihen will.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht lediglich auf das Überziehen von
Metallobiarflächen, sondern ist auch auf die Oberfläche nichtmetallischer Stoffe,
wie z. B. Kohle und Graphit, anwendbar.