close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Capillarchemische Schlmmverfahren.

код для вставкиСкачать
Aufsatzteil
33. Jahrgang 19'201
,171
-
Hahn: Radioaktivitat u. chem. Elemente - Freundlich: Capillarchem. Schlammverfahren
werte schafft, damit nicht erst, wie friiher bei den Kochverfahren,
im Falle der Not die Vorversuche noch nicht abgeschlossen sind,
und unnotige Kosten sowie Zeitverluste entst,ehen.
Wie ich glaube, wiirde damit der Nahrungsmittelokonomie ein
groder Dienst erwiesen.
[A. 93.1
Capillarchemische Schlammverfahren.
Von Prof. Dr. H. FREUNDLICH.
E s mochte mir nicht leicht gelingen, in der kurzen Zeit, die mir
zur Verfiigung steht, Ihnen einen einigermaden plastischen Uberblick iiber die kolloidchemischen Arbeiten zu geben, die in der von
mir geleitet,en Abteilung des Kaiser Wilhelm-Instituts fiir physikaRadioaktivitat unii chemische Elemente.
lische Chemie und Elektrochemie im Gange sind oder geplant werden,
Von 0. HAHN.
und iiber ihren Zusammenhang mit der Kolloidchemie im allgeIch mochte Ihnen hier mit ganz wenigen Worten das Arbeits- meinen. Gestatten Sie mir daher, bitte, eine einzelne Erecheinung
herauszugreifen, die, theoretisch wie t.echnisch wichtig, auch durch
gebiet umschreiben, das Frl. Prof. M e i t n e r und ich im Kaiser
Wilhelm - Institut vertreten, das Gebiet der Radioaktivitat. Die einige Versuche anschaulich gemacht werden kann.
I n den letzten fiinfzehn Jahren haben sich in den angelsachsischen
Hauptprobleme dieses Gebietes weisen nach zwei Richtungen; einLgndern fiir die Aufbereit,ung von Erzen neue Schlammverfahren
ma1 mehr nach der rein chemischen Seite, die die Auffindung noch
fehlender Elemente, ihre Abscheidung und Anreicherung umfal3t ; entwickelt, die jetzt auch bei uns steigender Aufmerkeamkeit beandererseits liegen sie mehr in physikalisch-theoretischerRichtung, gegnen. Statt der mt-chanischen Aufbereitung auf Grund der Verund hier ladt uns das Studium der radioaktiven Strahlungen einen schiedenheit des spezifiechen Gewichtes oder der magnetischen AufEinblick gewinnen in den inneren Bau der chemischen Atome.
bereitung benutzt man dort zunehmend mehr capillar- und kolloidAbgesehen von der von mir schon friiher durchgefiihrten Dar- chemische Verfahren, die sogenannten Flotations- oder Schwimmstellung von Radiothor und Mesothor, haben die Arbeiten von Frl.
verfahren, zu denen z. B. das Elmore-Verfahren, das CattermoleM e i t n e r und mir zur Auffindung einer Anzahl weiterer radio- Verfahren u. a. gehoren. Man kann durch einen einfachen Versuch
aktiver Substanzen gefiihrt. Von diesen ist das wichtigste das im zeigen, worauf es bei der Mehrzahl dieser Verfahren ankommt. Ich
Jahre 1918 abgeschiedene Protactinium, denn es besitzt eine so lange habe hier ein Gemisch von violettem, sublimiertem Chromchlorid und
Quarzpulver; in dem Standglas Wasser, das rnit etwas Benzin iiberLebensdauer, es ist so bestindig, daJ3 man an seine Herstellung
nicht nur als radioaktive Substanz, sondern auch als neues chemisches schichtet ist. Gebe ich das feste Pulver zu der Fliissigkeit, so sehen
Element rnit eigenem Atomgewicht und Spektrum herangehen kann.
Sie, wie schon beim bloI3en Zugeben nur die Quarzkornchen in das
Dies ist insofern von Interesse, als von allen radioaktiven Sub- Wasser gelangen und zu Boden fallen, wahrend die Chromchloridstanzen bisher nur das Radium selbst und seine Emanation als neue
teilchen fast durchweg a n der Grenzflache hangen bleiben, und die
chemische Elemente, rein im Sinne des Chemikers, hergestellt worden
Trennung ist praktisch quantitativ, wenn ich einige Male griindlich
sind. Das Protactinium ist ein Homologes des Tantals und steht im durchschiittele : Oben an der Trennungsflache befindet sich das
periodischen System zwischen dem Uran und dem Thor. Seine radio- Chromchlorid, das zum Teil entsprechend der Benetzung des Glases
aktiven Eigenschaften sowie seine Stellung zur Uranradiumreihe durch das Benzin wie ein Mantel die Wand des Glases iiberzieht,
haben wir in mehreren Arbeiten festgelegt. I n einer eben abgeschlos- am Boden eine Schicht von Quarzpulver, in der sich nur ganz versenen Untersuchung sind wir auch zu einer genaueren Schatzung einzelte Kornchen von Chromchlorid befinden.
seiner Lebensdauer gelangt, aus der wir den SchluB ziehen konnen,
Auf diesem Vorgang beruhen nun fast durchweg die Schwimmdad die aus Uranerzen zu gewinnende Gewichtsmenge an. Protac- verfahren. Das gemahlene Erz wird in. Wasser eingetragen, das mit
tinium etwa 1/4-1/3
der in den Erzen enthaltenen Radiummenge einer diinnen Schicht Mineralol iiberzogen ist. Metallisch gliinzende
Erze wie die Sulfide.des Bleis, Zinks, Kupfersusw., gehen wie das
ausmachen wird. Da die Substanz sich in den bei der Radiumdarstellung abfallenden wertlosen sog. Ruckruckstanden vorfindet,
Chromchlorid in die Olschicht oder an die Grenze zwiechen Wasser
so ist zu hoffen, dad die Abscheidung wagbarer Mengen im Laufe der und 01, wahrend sich die tonige oder quarzige Gangart ins Wasser
Zeit gelingen wird. Die Wiener Akademie der Wissenschaften hat
begibt. Indem man Luft einblast oder Kohleneaure entwickelt,
uns 200 kg dieser Riickstande kostenlos zur Verfiigung gestellt,
erzeugt man einen. kraftigen Schaum, erzielt so eine groBe Grenzund wir sind jetzt mit der Aufgabe beschlftigt, die besten Bedingungen
flache, wodurch man an Mineralol sparen kann. Es genugt namlich
fiir die technische Aufarbeitung dieser Menge herauszufinden.
schon eine recht diinne Schicht von 01, um diese Wirkung hervorZu der mehr physikalischen Seite der radioaktiven Probleme
zurufen.
konnten wir durch die Untersuchungen der aus den radioaktiven
Die Theorie dieser Erscheinungen ist bekannt, wenn es auch noch
Atomen herausgeschleuderten /?-Strahlen beitragen. Gemeinsam nicht moglich ist, sie zahlenmaI3ig zu priifen. Das. Chromchlorid,
rnit Prof. 0. v o n B a e y e r haben wir gezeigt, dad ganz iihnlich, die Sulfide der genannten Metalle u. a. m. sind von Olen, iiberhaupt
wie jedes chemische Element ein bestimmtes optisches Spektrum organischen Fliissigkeiten, gut, von Waeser schlecht benetzbar ;
besitzt, so auch die /?-&ahlenden radioaktiven Korper charakteQuarze, Tone und dergleichen umgekehrt von Wasser besser benetzristische /? - Strahlspektren emittieren ; wobei allerdings diese bar. Man kann die festen Stoffe, die zur ersten Gruppe gehoren,
Spektren nicht durch optisches Prisma oder Gitter, sondern durch auch h y d r o p h o b , die letzt,eren h y d r o p h i 1 nennen. Es ist
magnetische Felder erzeugt werden. Von samtlichen bekannten die hier beobachtete Erscheinung einfach die Umkehrung des vielP-strahlenden Substanzen haben wir die magnetischen Spektren leicht bekannteren Verdrangungsvorgangs. Hatte man eine Platte
untersucht und aufgenommen. - Allerdings ist man gerade ,bei von Chromchlorid, so wiirde sich auf ihr ein Wassertropfen nicht ausdiesen, den sog. Atomkern beriihrenden Fragen noch sehr weit von breiten, sondem mit einem unregelmaBig zackigen Rande liegen
bleiben. Das 01 dagegen wiirde sich auf der Platte ausbreiten und
einem klaren Verstandnis der Vorgiinge entfernt, aber auch hier wird
die fortschreitende Forschung unsere Erkenntnis vertiefen. Die dabei das Wasser verdrangen. Umgekehrt wurde auf einer QuarzHauptschwierigkeit der Untersuchung liegt hier in der Beschaffung
platt,e das 0 1 vom Wasser verdrangt werden. Es wird nun in jedem
Falle der gleiche Endzustand angestrebt. Hat man also statt der
des Materials. Die z. B. vor etwa einem Jahr von R u t h e r f o r d
in England gemachten Versuche zur kiinstlichen Zerlegung des ruhenden P1att.e und der beweglichen FliiEsigkeiten umgekehrt den
N-Atoms durch radioaktive Strahlen sind nur rnit so groden Mengen beweglichen gepulverten festen Stoff, dem es freisteht, sich .In die
radioaktiver Substanzen durchzufiihren, dad wir hier an ein Auf- eine oder andere Fliissigkeit zu begeben, so wird das vom 01 gut
nehmen von Versuchen in iihnlicher Richtung leider nicht denken benetzbare Chromchlorid an der Grenzflache haften, wiihrend der
konnen.
vom Wasser besser benetzbare Quarz in das Wasser gelangt. ZahlenSchon die rnit unseren bescheideneren Materialmengen durch- maBig konnte man die groBere oder geringere Benetzbarkeit verschicgefiihrten Arbeiten zwingen uns zu einer strengen Scheidung der dener fester Stoffe ausdriicken, wenn man auI3er der bekannten
Arbeitsraume und Gerate. Es ist unmoglich, daJ3 die fiir viele physiGrenzfliichenspannung zwischen 01 und Wasser noch die Grenzkalische Zwecke erforderlichen starken Priiparate in denselben Rau- flachenspannungen der festen Stoffe gegen 0 1 oder gegen Wasser
men bearbeitet werden, in denen z. B. die in 1 g Pechblende enthal- kennen wiirde; leider hat man zu deren Best.immung noch keine
tene, winzige Menge Protactinium quantitativ abgeschieden wer- zuverlassigen ausgiebigen Methoden.
Man kann nun ein derartiges Verfahren in sehr mannigfacher
den soll.
Die Infektionsgefahr, d. h. die Gefahr, schwach aktive Praparate
Weise ausbilden und abandern, indem man die Benetzbarkeit der
rnit unsichtbaren Resten millionenmal stirkerer Praparate zu ver- festen Stoffe durch Fremdstoffe verandert. So gibt es Fremdstoffe,
unreinigen, und dadurch ein Arbeiten mit schwachen Substanzen die schon in sehr kleinen Konzentrationen imstande sind, die Beunmoglich zu machen, erfordert die Einhaltung einer Reihe von netzbarkeit durch Wasser so stark zu steigern, daJ3 nun auch ein
VorsichtsmaBregeln, die sich nach auBen hin durch.die Inanspruch- schlecht benetzbarer Stoff ins Wasser geht. In diesem Standglas
befindet sich statt des reinen Wassers, wie im vorhergehenden Vernahme von verhaltnismiidig viel Arbeitsraumen zu erkennen geben.
Aber ohne diese Vorsicht wiirde fiir die Dauer das Arbeiten rnit
such, eine verdiinnte Losung von Saponin (weniger als O,lo/oo). Wenn
den verschiedensten Substanzen nach verschiedenen Richtungen ich jetzt das gleiche Gemisch von Chromchlorid und Quarzpulver
hin zur Unmoglichkeit werden. Dad uns in dem Kaiser Wilhelm- hineinschiitte und umschuttle, so tritt keine Trennung ein, auch das
Institut fiir Chemie die Bedingungen fiir ein Arbeiten in dem ge- Chromchlorid geht fast vollstandig in das Waeser hinein.
Es beruht diese Erscheinung wahrscheinlich dai auf, daB das
nannten Sinne geboten werden, dafiir sind wir den maBgebenden
Stellen zu groBem Danke verpflichtet.
[A. 94.1
Saponin v0.m Chromchlorid adsorbiert wird, es umhiillt, und da es
nicht vom 01 verdrangt wird, wohl aber selbst ausgeprochen hydro2+
112
[
Zeitschrift far
angewandte Chemie
Fischer u. Schrader : Urteerbestimmungen rnit einem Aluminiumschwelapparat
______
phi1 ist, so bleiben die vom Saponin umhiillten Chronichloridteilchcn
nicht an der Grenzschicht, sondern begeben sich ins Wasser. Auch
sonst ist technisch bekannt, daB man mit Stoffen wie Seifen, Saponinen und dergleichen schwer benetzbare feste Pulver besser benetzbar
machen kann. Unter Umstanden geniigen winzige Mengen des
Fremdstoffes, um diese Wirkung hervorzurufen. Da sich die Benet,zbarkeiten verschiedener fester Stoffe durch einen solchen Fremdstoff
in verschiedenem MaBe beeinflussen lassen, der eine z. B. bei kleiiieren
Konzentrationen bereits von der Grenzflache weggezogen wird als
der andere, so kann man in dieser Weise eine Trennung zweier fester
Stoffe erreichen, 'die, beide hydrophob, im reinen Zustande an der
Grenzflache haften wurden.
Zum SchluB mochte ich noch auf eine weitere Moglichkeit eingehcn, wie man kolloidchemisch zwei feste Stoffe trennen kann,
ohne dazu eine zweite Fliissigkeitsphase notig zu haben. Stoffe wie
Seifen, Saponine und dergleichen wirken bekanntlich emulgierend.
Sie werden a n festen GrenzflLchen adsorbiert, umhullen sie und
rufen so eine Trennung etwa aneinander haftender fester Teilchen
hervor. Abgesehen davon, daB in dieser Weise grobere, aus einer
groBeren Zahl von festen Kornchen bestehende Teilchen in diese einzelnen Kornchen aufgeteilt werden, wird auch anscheinend die Fallgeschwindigkeit derartig umhullter Kornchen unmittelbar verandert.
Wenn man z. B. ein Gemenge von gepulvertem Bleiglanz und Zinkblende in reinem Wasser aufschlammt, so fallt es rasch, rascher als
der reine Bleiglanz allein fallen wiirde, weil sich Bleiglanz- und
Zinkblendenkornchen zum Teil zu groberen Flocken zusammenlagern.
Gibt man eine geeignete Kolloidlijsung hinzu, zu denen z. B. auch
manche Farbstofflosungen wie die des Kongorots und dergleichen,
gehoren, so bleiben die Teilchen voneinander getrennt, und die
Unterschiede in den Fallgeschwindigkeiten sind so groB, daB sich der
Bleiglanz in wenigen Minuten absetzt, wiibrend die Zinkblende
stunden- ja tagelang in der Schwebe bleibt. Diese Beobachtungen
stammen von Professor N a t h a n s o h n , der a n unserem Institut
mit der kolloidcheniischen Untersuchung dieser Schwimmverfahren
beschaftigt ist. Ich habe in diesen beiden Rohren ein Gemisch von
Bleiglanz und Zinkblende einmal in reinem Wasser, das andere Ma1
in einer geeigneten Kolloidlosung, und Sie sehen, wie nach krlftigem
Umschiitteln tatsachlich in der kolloidhaltigen Losung eine ausgesprochene Trennung der beiden Sulfide erzielt wird.
Auf die Schwierigkeiten, denen man bei diesen Schwimmverfahren begegnet, will ich nicht niiher eingehen. E s handelt sich
namentlich um den geeigneten Grad der Zermahlung und um die
Storungen durch etwa im benutzten Wasser vorhandene Fremdstoffe.
Als ihr besonderer Vorteil mu13 hervorgehoben werden, daO die Versuchsbedinguagen auBerst mannigfaltig und biegsam sind, so daB
man eine verhaltnismaBig grode Auswahl an Kunstgriffen hat, rnit
denen man einer etwa auftretenden Schwierigkeit entgegentreten kann,
zumal da man kaum begonnen hat, die hier vorliegenden Fragen
wissenschaftlich zu bearbeiten. Selbstyerstandlich sind diese Verfahren nicht auf die Erzaufbereitung beschrankt; es gibt gewiD
manche andere Falle in der Technik, bei denen man sie erfolgreich
wird anwenden konnen.
[A. 92.1
Bisher wurde fur die Ermittlung der Urteerausbeute in kleinein
MaDstabe vieIfach die in der Braunkohlenteerindustrie iibliohe Methode der Schwelanalyse angewendet, die darin besteht, daB man das
zu verschwelende Material aus einer schwer schmelzbaren Glasretorte
lestilIiert3). Die Verwendung des GlasgefaBes bringt hierbei verschiedene Nachteile rnit sich. Wegen der schlechten Warmeleitfahigkeit des Glases liegt die Gefahr nahe, da13 bei nicht ganz vorsichtigem
Erhitzen eine drtliche Uberhitzung der Hohle und des Teers a n
den der Flamme zugekehrten Teilen der Retortenwandung stattEindet. Bei gelindem Erhitzen dagegen verlauft die Warmeubertragung auf den Retorteninhalt nur langsam. Ferner bedingt die
Zerbrechlichkeit des GefaBrnaterials eine gewisse Unsicherheit beim
Arbeiten, zumal bei mehrmaliger Benutzung derselben Retorte, und
einen erheblichen Materialverbrauch, der unter jetzigen Verhaltnissen
besonders ins Gewicht fallt. Wir habqn deshalb einen Apparat
konstruiert, der nach Moglichkeit diese Ubelstande vernieidet.
Der Apparat.
Derselbe besteht im wesentlichen aus einem rdtortenartigen
Hauptteil aus Metal1 und einem als Vorlage dienenden Destillationskolbchen: Fig. 1 gibt den Apparat im Durchschnitt, Fig. 2 schema-
tisch in der Aufsicht im MaBstab 1 : 3 wieder. Fig. 3 ist eine photographische Wiedergabe des fiir einen Versuch fertig aufgestellten
Apparates. Als Material fur das ErhitzungsgefaB wurde Aluminium
W
gewahlt. Hierfiir waren verschiedene Griinde ausschlaggehend.
Einmal wird infolge der ausgezeichneten Warmeleitfahigkeit des
Aluminiums die von der Flamme hauptsachlich dem Boden zugefiihrte
Urteerbestimmungen mit einem Aluminiumschwelapparat.
Von
FRANZFISCHER
und HANSSCHRADER.
(Mitteilung an8 dem Kaiser-Wilhelm-Institut fur hohlenforschung, Mulheim-Ruhr.)
(Eingeg. 12./6. 1920.)
Da die Bedeutung dcr Urverkokung fiir die Verwertung unserer
Kohlen in immer weiteren Kreisen der Wissenschaft und Technik erkannt wird, und sich in ntichster Zukunft die Priifung hinsichtlich
der Geeignetheit fur eine solche Verwertung auf samtliche Arten der
geforderten Kohlen erstrecken wird, so besteht das lebhafte Bediirfnis nach einem Laboratoriurpsapparat, mit dem auch ungeubtere
Hilnde innerhalb kurzer Zeit feststellen konnen, wieviel Teer, Wasser
und Koks als Ausbeute bei der Verko4ung bei moglichst niederer
Temperatur aus den Kohlen erhalten wird.
Der Drehtrommelapparatl), der im hiesigen Institut fiir die
Urverkokung der Kohlen konstruiert und fur die systematische Arbeit ,,Untersuchung der deutschen Steinkohle auf ihr Verhalten bei
der Tieftemperaturverkokung"2) benutzt wurde, hat sich zwar fur
die Gewinnung groBerer Mengen der betreffenden Verkokungsprodukte ausgezeichnet bewahrt und wird fiir praparative Zwecke stets
seinen Wert behalten, stellt jedoch, abgesehen von der Kost,spieligkeit
seiner Anschaffung, gewisse Anspriiche bezuglich seiner Bedienung
und nimmt auch fiir eine Bestimmung stets mehrere Stunden in
Anspruch.
I)
Vgl. Abh. Kohle 1, 123 [1917]; 3, 252 [1919].
1, 248, 270 [1919].
a ) Vgl. Abh. Kohle 3,
Fig. 3.
Warme schnell uber das ganze GefkB und selbst in den Deckel abgeleitet, der deshalb besonders dick gehalten und mit breiter Fliiche in
die offnung eingeschliffen ist. Dadurch wird der Inha!t von allen
Seiten moglichst gleichmlBig erhitzt und eine ortliche Uberhitzung
Vgl. z. B. G r ii f e , Laboratoriumsbuch fur die Braunkohlenteerindustrie. Halle 1908, S. 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
396 Кб
Теги
schlmmverfahren, capillarchemische
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа