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Verfahren zur Darstellung eines als Backpulverbestandteil verwendbaren
sauren. Natriumpyrophosphates. Die Herstellung von saurem Natriumpyrophosphat als
Backpulverbestandte'1 wird durch die hohen Anforderungen an die Reinheit des Endproduktes,
die infolge des Verwendungszweckes gestellt werden müssen, außerordentlich erschwert,
da die üblichen Reinigungsmethoden, wie Umkristallisation, fraktionierte Destillation
u. dgl., hier nicht anwendbar sind.
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Es ist natürlich bei der Herstellung im großen unmöglich,' von chemisch
reiner Phosphorsäure auszugehen, sondern es können nur technische Ausgangsmaterialien
für eine rationelle Fabrikation in Frage kommen.
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Im folgenden ist ein Verfahren beschrieben, das ohne weitere Schwierigkeiten
zu einem Produkt von genügender Reinheit führt. Dieser Weg ist gekennzeichnet dadurch,
daß er nach folgendem Schema erfolgt: Dinatriumphosphat-sekundäres Calciumphosphat-saures
Natriumphosphat-saüres Natriumpyrophcsphat. Die Darstellung kann z. B. folgendermaßen
erfolgen Als Ausgangsmaterial dient das gewöhnliche, leicht darstellbare phosphorsaure
Natron (Dinatriumphosphat, Nag H P 0Q), und zwar kann ohne weiteres ein nicht umkristallisiertes,
technisch reines Produkt angewandt werden. Dieses Salz wird mit einer filtrierten
Lösung von gewöhnlichem technischen Chlorcalcium (sekundäres Calciumphosphat) in
bekannter Weise zu Präzipitat nach folgender Formel umgesetzt Na2HP04+CaC12=CaHP04+2NaC1.
Es fällt dabei ein schneeweißer, reiner 35 Niederschlag, während alle Verunreinigungen
in Lösung bleiben:- Das sekundäre Calciumphosphat wird abfiltriert, gewaschen und
dann mit Natriumbisulfat nach folgender Gleichung zersetzt: 4o Ca HP04+NaHS04-NaH,P04+CaS0,-
Das.
zu verwendende Bisulfit ist durch Umkristallisation aus dem tcchnischen Produkt
zu erhalten. Obige Reaktion ergibt nach Abfiltration vom entstandenen Gips eine
reine, saure Natriumphosphatlösung, die ohne weiteres eingedampft wird. Es scheidet
sich dabei noch etwas Gips aus, der zwecl mäßig nach dem Eindampfen auf das halbe
Volumen abfiltriert wird. Hierauf wird weiter unter Umrühren bis zum Salzbrei verdampft
und das so erhaltene saure Natriumphosphat durch Erhitzen auf Zoo bis 22o ° in das
Endprodukt übergeführt nach der bekannten Formel: ?Na HgP04-Na2H2P207+H20.
Das Endprodukt. ist von rein weißer Farbe und frei von allen schädlichen Bestandteilen.
Gips ist in geringer Menge vorhanden.
Natürlich kann der Prozeß
in allen seinen Stufen abgeändert werden. So kann z. B. i. 21`'a2HP04+3Ca(O H)2=Ca3(P04)2=4NaOH-2H20,
2. Ca, (P 04)2 + 4 Na H S 04 - Ca H4 P2 O8 + 2 Ca S 04 --r- 2 Nag S O4, 3. Ca.H4P208+Ca(OH)2=2CaHP04+2H20.
Dieser Weg ist etwas umständlicher als der erstere, ergibt jedoch den Vorteil, daß
sämtliches Natron des phosphorsauren Natrons in Form von Natronlauge wiedergewonnen
wird und sofort zur Herstellung von neuem Ausgangsmaterial dienen kann.
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Es drängt sich hier die Vermutung auf, ob nicht auch andere Präzipitate
für das Verfahren anwendbar sind. Dazu ist zu bemerken, daß die auf den bekannten
Wegen aus Knochen oder Rohphogphaten hergestellten Präzipitate sich als völlig unbrauchbar
für das Verfahren erwiesen haben, da sie zuviel Verunreinigungen enthalten.
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Statt Bisulfat kann man auch eine entsprechende Miszhung von reiner
Schwefelsäure und Glaubersalz anwenden.
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Endlich ist es unter Umständen ratsam, die saure Natriumphosphatlö3ung
nicht völlig zur Trockne zu verd-ampfen, sondern das Salz zuvor auszukristallisieren.
Es ist dadurch die Möglichkeit gegeben, noch weitere Verunreinigungen abzuscheiden.
Versuche, die sich nach beiden Richtungen hin erstreckten. haben jedoch ergeben,
daß bei sorgfältigem Arbeiten ein Auskristallisieren unnötig ist.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß bei dem beschriebenen Verfahren
keinerlei Nebenoperationen, wie Arsen-, Blei-, Eisenfällungen, nötig sind, die bei
anderen Methoden zur Erzielung eines reinen Produktes nicht entbehrt werden können.
Beispiel. i kg technisches phosphorsaurt#s Natron Nag H P 04 # r2 aq wird geschmolzen,
zwecks Zurückhaltung mechanischer Verunreinigungen durch Glaswolle filtriert . und
dann mit einer starker filtrieren Lösung von technischem Chlorcalcium, die portionsweise
bis zu einem gering,.-n Überschuß eingerührt wird, gefällt. Hi rzu sind etwa 1,5
1 Lösung von 2o' B6 nötig. Das niederfallende sekundäre Calciumphosphat is''- sch::ee@ve:ß,
Es wird abbenutscht und bis *zur Chlorfreiheit ausgewaschen und so alle schädlichen
Verunreinigungen cntfemt. Nun verrührt man den die Darstellung des Präzipitates
nach folgender Methode geschehen feuchten Kuchen nach und nach mit einer Lösung
von 400 g kristallisiertem, reinem, saurem Natriumsulfat pro Liter und prüft dabei
mit Methylorange den Verlauf der Umsetzung, da ein Überschuß von Natriumsulfat unbedingt
vermieden werden muß. Er ist durch Rotfärbung des Indikators kenntlich und muß durch
weiteres Einrühren von Präzipitat aufgehoben werden, bis eine «eitere Probe die
Umschlagsfarbe zeigt. Ein geringer überSChuß an Calciumphosphat ist zu empfehlen.
Zur Umsetzung ist etwa x 1 obiger Bisul'atlösung nötig. Nun folgt Filtration und
Auswaschen des Breies, worauf Filtrat und Waschwässer eingedampft werden. Der sich
dabei abscheidende Gips muß abfiltriert werden. Aus der konzentrierten Lösung kann
primäres Natriumphosphat durch Kristallisation erhalten werden. Man kann jedoch
auch die ganze Lösung zur Trockne verdampfen und den Rückstand auf 22o' erhitzen,
wodurch das Endprodukt, saures Natriumpyrophosphat, in genügender Reinheit entsteht.
Bei obigem Versuch wurden 264 g dieses Salzes - 8,5 Prozent Ausbeute erhalten.