Die technische Elektrolyse der Nichtmetalle

Erster Teil. Elektrolyse wässeriger Lösungen von Ätzalkalien, Sauerstoffsäuren und deren Salzen.- I. Elektrolytische Herstellung von Sauerstoff und Wasserstoff.- A. Grundlagen.- 1. Allgemeines.- 2. Zersetzungsspannung und Strom-Potential-Kurven.- 3. Überspannungen des Wasserstoffs und Sauerstoffs an technisch verwendbaren Elektrodenmetallen.- B. Technische Ausführung der Elektrolyse.- 1. Allgemeines.- 2. Elektrolyt und Elektrodenmaterial.- 3. Diaphragmen.- 4. Gas-Flüssigkeits-Trennung und Druckregelung.- 5. Speisewasserzuführung.- 6. Die Zellengefäße.- C. Zellentypen.- 1. Zellen-Konstruktionen mit monopolar geschalteten Elektroden.- a) Zellen ohne poröse Zwischenwände.- b) Zellen mit porösen Zwischenwänden.- ?) Die Knowles-Zelle.- ?) Die Fauser-Zelle.- ?) Die Holmboe-Zelle.- ?) Die Zelle der Electrolabs Co..- ?) Die Trail-Zelle.- 2. Beispiele von Wasserelektrolyseuren mit Bipolarschaltung der Elektroden.- a) Allgemeines.- b) Zellenformen.- ?) Die Zelle O. Schmidts.- ?) Die Pechkranz-Zelle.- ?) Die Bamag-Zelle.- ?) Elektrolyseur der Maschinenfabrik Oerlikon.- ?) Konstruktion der Demag.- c) Vergleich der Unipolar- und der Bipolar-Zellen.- 3. Druckelektrolyse.- II. Herstellung „schweren“ Wassers.- III. Elektrolytische Oxydationen und Reduktionen.- A. Allgemeines.- B. Anwendungsbeispiele elektrolytischer Reduktion.- 1. Auf organisch-chemischem Gebiete.- a) Reduktionen in saurer Lösung.- b) Reduktion in alkalischer Lösung.- 2. Kathodische Reduktion anorganischer Körper.- C. Elektrolytische Oxydationen.- a) Allgemeines.- b) Form und Haltbarkeit von Platin- und Platin-Iridium-Elektroden.- 1. Anwendungsbeispiele elektrolytischer Oxydationen in der organischen Chemie.- 2. Elektrolytische Oxydationen anorganischer Verbindungen.- a) Elektrolytische Regenerierung von Chromsäurelösungen.- b) Herstellung von Permanganat.- ?) Die Elektrolyse.- ?) Die Kristallisation.- c) Herstellung von Mangansuperoxyd.- d) Ferrizyankalium.- e) Überschwefelsäure, Persulfate und Wasserstoffsuperoxyd.- ?) Das Perschwefelsäure-Verfahren G. Teichners und der Österreichischen Chemischen Werke in Weißenstein.- ?) Die Herstellung von Persulfaten nach dem Verfahren Pietzsch und Adolph durch Elektrolyse von Sulfaten.- ?) Das Riedel-Löwenstein-Verfahren.- ?) Hydrolyse und Destillation.- ?) Herstellung von 80- bis 99%igem Wasserstoffsuperoxyd.- f) Die Herstellung von Perboraten und Perkarbonaten.- IV. Diverses.- A. Anodische Herstellung von Ozon.- B. Elektrolyse von Natriumsulfat.- C. Elektro-kinetische Prozesse.- D. Entsalzung von Wässern durch die Wirkung des elektrischen Stroms.- Zweiter Teil. Elektrolyse wässeriger Lösungen von Halogenverbindungen.- Allgemeines.- I. Die Herstellung von Chlor und Alkali.- A. Allgemeines.- 1. Bedeutung der Chlor-Industrie.- 2. Grundbedingungen für die Erzielung wirtschaftlicher Stromausbeuten bei der Alkalichlorid-Elektrolyse.- 3. Leitfähigkeit und spezifisches Gewicht von Alkalichlorid-Lösungen bei verschiedenen Konzentrationen und Temperaturen.- 4. Änderung der Spannung mit dem Elektrodenabstand.- 5. Anoden-Materiale.- a) Anoden aus künstlichem Graphit.- b) Elektroden aus Platin, bzw. Platin-Iridium.- c) Elektroden aus künstlichem Magnetit.- 6. Mittel, die Stromausbeute-Verluste einzuschränken und deren Wirkungsgrad.- ?) Unterbrechung der Elektrolyse bei Erreichung einer bestimmten Maximalkonzentration des Alkalis.- ?) Möglichste Steigerung der Chloridkonzentration.- ?) Durchführung der Elektrolyse bei möglichst erhöhter Temperatur.- ?) Teilung der Zelle durch zwei Diaphragmen in drei Kammern.- ?) Hemmung des Andringens der OH?-Ionen an die Anode durch Gegenbewegung des Anolyten durch das Filter-Diaphragma.- ?) Substitution der OH’-Ionen durch trägere Ionen.- ?) Verhinderung der Bildung von OH’-Ionen durch Verwendung von Quecksilberkathoden.- 7. Poröse Diaphragmen und Diaphragmawirkung.- 8. Spannungsverbrauch der Chlorzellen mit Eisenkathoden.- 9. Die momentane und die mittlere Stromausbeute in Abhängigkeit der Ionen-Beweglichkeiten und der Konzentration.- 10. Allgemeine Richtlinien für die technische Ausführung.- B. Zellentypen für die Herstellung von Chlor und Alkali.- 1. Diaphragma-Zellen mit ruhendem Elektrolyten. Die Zelle Griesheim-Elektron.- 2. Zellen mit Gegenführung des Elektrolyten.- a) Filterdiaphragma-Zellen vertikaler Bauart.- 1. Die von Hargreaves-Bird geschaffene Grundform.- 2. Ausbildung und Abänderungen dieser Zellen-Type.- ?) DieAllen-Moore-Zelle.- ?) DieDe-Nora-Zelle.- ?) Die Nelson-Zelle.- ?) Die Krebs-Zelle.- ?) Die Gibbs-Zelle.- ?) Die Townsend-Zelle.- ?) Die Giordani-Pomilio-Zelle.- ?) Die Monthey-Zelle.- ?) Die Hooker-Zelle.- b) Zellen mit horizontaler Anordnung.- ?)Die Siemens-Billiter-Zelle.- ?) Horizontale Zellen ohne Diaphragmen.- ?)Zellen mit Gasschirmen.- 3. Das Quecksüber-Verfahren.- a) Allgemeines.- b) Charakteristik der Chloridelektrolyse mit Quecksilber-kathoden.- c) Elektrolyse-Gifte.- d) Methodik der Elektrolyse in Quecksilberzellen.- e) Bauweise der Zellen mit horizontaler Anordnung.- f) Die Laugezelle oder Pile.- g) Die Betriebsführung horizontaler Quecksilberzellen.- h) Reinigung des Wasserstoffs.- i) Quecksilberzellen von vertikaler Anordnung.- C. Hilfsverfahren.- a) Herstellung und Reinigung der Speise-Lösungen.- b) Die Dicklaugen und ihr Reinheitsgrad.- c) Herstellung festen Produktes.- d) Gasanalytisches.- ?) Bestimmung von Cl, CO2 und H2 im Anodengas.- ?) Bestimmung des Quecksilbers in Luft oder Wasserstoff.- D. Kostenvergleich des Betriebes von Diaphragma- und von Quecksilberzellen.- E. Die Weiterbehandlung und die Verflüssigung des Anodengases.- F. Die Herstellung von Chlorprodukten.- 1. Die Fabrikation des Chlorkalks.- a) Der Kammerprozeß.- b) Mechanisch angetriebene, kontinuierlich arbeitende Apparate.- c) Herstellung hochprozentigen haltbaren Produktes.- 2. Salzsäureherstellung aus Chlor und Wasserstoff.- a) Praktische Ausführung für größere Produktion.- b) Ausführungsform für kleine Produktionsmengen.- 3. Die Herstellung von wasserfreien Metallchloriden und von Phosgen.- a) Die Herstellung von wasserfreiem Aluminiumchlorid.- b) Eisenchlorid.- c) Siliziumchlorid.- d) Zirkonchlorid.- e) Titanchlorid und Zinnchlorür.- f) Phosgen.- 4. Die Herstellung von organischen Chlorverbindungen.- II. Die elektrolytische Chlorher Stellung aus wässerigen Salzsäurelösungen.- III. Die Fabrikation von Chlorsauerstoff Verbindungen.- A. Hypochloritbildung.- 1. Bleichelektrolyseure.- 2. Bleichwirkung.- B. Die Herstellung von Chloraten.- 1. Allgemeines.- 2. Praktische Durchführung.- 3. Zellenformen.- 4. Konstruktionsbeispiele.- ?) Die Zelle von Corbin.- ?) Die Zelle der National Electric Co..- ?) Die Zelle der United Alcali Co..- ?) Die Chloratzelle von Angel.- ?) Die Zelle des Aussiger Vereines.- ?) Die Zelle der Fa. Krebs & Co..- ?) Die Zelle der I. G..- ?) Die Cardox-Zelle.- C. Die Perchlorat-HerStellung.- D. Die Herstellung von Chlordioxyd und von Natriumchlorit.- 1. Die Herstellung von Chlordioxyd.- 2. Die Herstellung von festem Natriumchlorit.- Nachtrag während der Korrektur: Die Verwendung von Ionen-Austauschern für „permselektive“ Diaphragmen.- Namenverzeichnis.