Über die bei chemischen Reaktionen auftretenden Nebel. II. Über die Absorption chemischer Nebel

Uber die bei chemischen Reaktionen auftretenden Nebel. II.

h e r die Absorption chemischer Nebel. yon H. REMY und I(. RLr3LAND.

Mit 5 Figuren im Test.

Nachdem bereits fruher durch den einen von uns1) festgestellt worden war, da6 allgemein die bei chemischen Reaktionen auf- tretenden Nebel in t rockenem Zustand (in Form , ,kol loider S t a u b erc) sich gegeniiber Absorptionsmitteln wesentlich anders verhalten als in f euch tem Zustande, indem jene durchweg durch ihre hochkonzentrierten wa6rigen Losungen (bzw. die hochkonzen- trierten Losungen ihrer Reaktionsprodukte mit Wasser) besser ab- sorbiert werden als durch reines Wasser, im Gegensatz zu den feuchten Nebeln, haben wir jetzt die Absorption durch Losungen an zwei Beispielen nach der quantitativen Seite hin eingehender untersucht, namlich am Schwefeltrioxyd und am Ammoniumchlorid.

DaB die Absorptionsfahigkeit vorgelegter Schwefelsaurelosungen fur t r o c k ene Schw e f e l t r i ox y dn e b e 1 eine unmittelbare Funktion yon dem Dampfdruck jener ist, war bereits nach den alteren Vor- stellungen, die man sich zur Erklarung des eigentumlichen Vei- haltens des nach dem Kontaktverfahren erzeugten Schwefeltrioxyds, durch hochkonzentrierte Schwefelsaure besser als durch verdunnie oder durch reines Wasser absorbiert zu werden, zu erwarten. Die die Abhangigkeit des Schwefeltrioxydabsorptionsvermogens von der Schwefelsaurekonzentration nach unseren Messungen darstellende Kurve (Fig. 1) bestitigt diese Vermutung vollauf.

Als Ma13 der Absorption sind in Fig. 1 ebenso wie in den Figg. 3-5 als Ordinaten die der jeweiligm Konzentration der Ab- sorptionsfliissigkeit entsprechenden Zunahmen der Absorption gegen- iiber der des gleichen Nebels von Seiten des reinen Wassers aus- gedruckt in Prozenten der letzteren GrFBe (a. b. der Susdr~ick

H. REIY, 2. Elektrochem. 28 (1922) 467. 4*

52

-___. JK - WI 100 aus den spiiter folgenden Tabellen) eingetragen. Die w, Absorptianskurve fur trockene Schwefeltrioxydnebel lauft der durch Fig. 2 dargestellten Siedepunktskurve der Scliwefelsaure innerhalb der Versuchsfehler vollkommen parallel.

H. Remy und K. Ruhland.

Absorptioit cheqnischer Nebel. 53

Die Aufnahmef&higkeit von Schwefelsaurelosungen feu oh t en Schwefeltrioxyd (bzw. Schwefe1saure)-nebeln gegenuber wird im Gegen- satz dazu mit steigendem Schwefelsauregehalt des Absorbens zu- nehmend geringer (vgl. Fig. 3).

t

FIE s !

0 $1

\ Nu/l-f ikve flbsorpfion durch Wasserl a

- 10

-20

Absorption von feuchten Schwefeltrioxgdnebeln durch Schwefelsanre (vgl. Tab. 1).

Nur bei ganz geringen Schwefelsaurekonzentrationen finden wir auffallenderweise das entgegengesetzte Verhalten. Schwefelsaure- losungen bis zu einem Gehalt von 5O/, scheinen die feuchten Nebel durchweg besser zu absorbieren als reines Wasser. Gegen die Annahme, da6 das hier im Anfang der Absorptionskurve auftretende Maximum auf Versuchsfehlern beruht, spricht die Tatsache, daB in dem Gebiet unterhalb 5 O / / , H,SO, a l t e Einzelmessungen (nicht etwa nur die Mittelwerte) eine Z u n a h m e und oberhalb 5 O l 1 , a l l e Einzelmessungen eine Abnahme der Absorptionsfahigkeit der Schwefelsaure gegenuber der des reinen Wassers anzeigten (vgl. Tab. 1).

Von den fur die Absorption feuchter Nebel in Betracht kommenden Faktoren werden Losungswarme und Viskositat eine besondere Rolle spielen. Dem Kervortreten des Einflusses der (unter den gewahltsn Versuchsbedingungen die Messungen beziiglich ihrer Reproduzierbarkeit offenbar stark storenden) Viskosi t a t diirfte das starke Schwanken der bei feuchten Nebeln gefundenen

54 H. Remy ulzd I<. Ruhland.

Werte in dem (rebiete sehr hoher Schwefelsaurekonzentrationen zazuschreiben sein. Bei den t rocken en Nebeln dagegen uberwiegt der EinfluB des Dampfdruckes offenbar bei weitem gegeniiber allen ubrigen Faktoren.

wenn der friiher von H. REMY aus seinen Versuchen mit C. CLAIJS gezogene SchluB, dstB ,,die bessere Absorbierbarkeit durch ihre hochkonzentrierte waiKrige Losung (bzw. durch die hochkonzen- trierte Losung ihres Reaktionsproduktes mit Wasser) gegeniiber der durch reines Wasser nicht eine Eigentumlichkeit der Schwefel- trioxydnebel ist, sondern eine Eigenschaft, die a l l e n t rockenen Nebeln (bzw. kol lo iden S tauben) zukommt", richtig ist, so muBte eine entsprechende Abhangigkeit von der Konzentration bzw. dem Dampfdruck des Absorbens, wie sie bei den Schwefelsaurelosungen beziiglich ihres Absorptionsvermogens gegeniiber SO,-Nebeln fest- gestellt worden war, sich bei Ammoniumchlor id losungen gegen- Bber zu absorbierenden Ammonium c h l o r i dne b e In wiederhden. DaB dies in der Tat der Fall ist, zeigt Fig. 4. Die Kurve I dieser Figur bezieht sich auf f euch te Ammoniumchloridnebel . Nan sieht, daB das Absorptionsvermogen feuch t e n Nebeln gegeniiber, ganz wie bei der Schwefelsaure, mit steigender Konzentration des Absorbens abnimmt. Auffallenderweise tritt auch hier wieder als Ausnahme davon in Losungen unterhalb 5 O / / , das bereits bei ver- diinnten Schwefelsaurelosungen konstatierte Absorptionsfahigkeits- maximum auf. - Die Kurve I1 von Fig. 4 bezieht sich auf Ammoniumchlorid in Form von kol lo idem S t a u b und zeigt den- selben Charakter wie die entsprechende Kurve fur die trockenen Schwefeltrioxydnebel (Fig. l), nur daB naturgemaB das dem Siede- punktsmaximum der Schwefelsaure entsprechende Absorptions- maximum bei diesem Stoffe, dessen Lijsung ja kein Siedepunkts- maximum besitzt, in Wegfall kommt.

Wenn die Vermutung, daB die Abhangigkeit Ton der Kon- zentration des Absorbens bei den trockenen Nebeln auf nichts an- derem als auf Abhhgigkeit vom Dampfdruck der absorbierenden wabrigen Losung beruht, zutraf, so muEte die Abhangigkeit des Absorptionsvermogens von der Konzentration im wesentlichen un- verandert erhalten bleiben, wenn man die Losung eines Stoffes var- schaltete, der gar nicht in den Nebeln enthalten war. EY zeigte sich, als die Absorption feuchter und trockener Ammonchloridnebel durch Chlorca lc iuml6sungen gepriift wurde (vgl. Fig. 5) , daB dies in der Tat der Fall ist.

Absorption elaemisehsr Nebe2. 55

+-

Unsere Versuche zeigen also, dab, wahrend das Absorptions- vermogen von wagrigen Losungen gegeniiber f euc h t en chemischen Nebeln von ve r sch iedenen Faktoren abhangt, deren Absorptions- vermogen t r o c k e n e n chemischen Nebeln (,,kolloiden St'aubenr') gegen- iiber allgemein ganz aussch laggebend durch den Dampfdruck der z u r Absorp t ion vorgescha l te ten Losung bestimmt wird.

56 H. Rerny uwd K. RzLhland.

Versuehsteil. 1. Absorption feuchter SO,-Nebel.

Diese Nebel wurden mittels Durchblasen eines mit Feuchtig- keit gesattigten Luftstromes durch rauchende Schwefelsaure erzeugt. Damit sie sicher mit Wasserdampf gesattigt waren, passierten sie vor dem Eintreten in das AbsorptionsgefaB noch eine Waschflasche mit Wasser. Als AbsorptionsgefaB diente eine WINKLERSche Schlange, in die jeweils 5 ccm Wasser oder Schwefelsaure der zu prufenden Konzentration hineingegeben wurden. Nach dem Passieren des AbsorptionsgefaBes gelangte der die Nebel fuhrende Luftstrom, mit dem nicht absorbierten Teil der Nebel beladen, auf den Boden eines Standzylinders von etwa 35 cm Hohe und etwa 8 cm Innen- durchmesser. Der Standzylinder war rnit einem Uhrglas abgedeckt, durch dessen Bohrung das die Nebel einleitende Glasrohr bis nahezu auf den Boden des Zylinders hinunterreichte. Die Nebel stiegen bei vorsichtigem Einleiten ruhig und gleichmaBig in dem Standzylinder auf, so daB es leicht war, ihn bis nahezu zum Rande zu fiillen, ohne daB Nebel verloren gingen. Bei allen Ver- suchen wurde die gleiche Menge (1 lI4 Liter) nebelfuhrender Luft durch die Apparatur geleitet. Das hierzu erforderliche Luftvolumen wurde mittels zweier an dem als Luftreservoir und DruckgefaB dienenden Gasometer angebrachter Marken abgemessen. Die Ge- schwindigkeit wurde so gewahlt, daB die angegebene Lnft- bzw. Nebelmenge in etwa 3 Minuten die Apparatur passierte. Es wurde stets so verfahren, daB sich jede einzelne Messung rnit einer als Absorptionsmittel vorgelegten Losung von bestimmter Konzentration jeweils an eine unmittelbar voraufgehende mit destilliertem Wasser als Absorptionrtmittel anschloB. Auf die durch einen solchen Ver- such jeweils unmittelbar vorher festgestellte Absorptionsfahigkeit des reinen Wassers fur den betreffenden Nebel wurde das mit der Losung erhaltene Ergebnis bezogen. Dies geschah auch dann, wenn eine grogere Anzahl von Versuchen unmittelbar hintereinander gemacht wurde. Der Nebelgehalt eines stetig die Apparatur durch- laufenden Luftstromes war, wie die in Tabelle 5 wiedergegebenen Bestimmungkn zeigen, so weitgehend konstant, daB selbst eine grSBere Anzahl von Bestimrnungen hatten zueinander in Beziehung gesetzt werden konnen, erst recht also je zwei unmittelbar auf- eiuander folgende.

Die Feststellung des nicht absorbierten Anteils der Nebel er- folgte in der Weise, daB die Standzylinder, nachdeu sich die Nebel

Absorption chemischey Nebel. 57

in denselben vSllig abgesetzt hatten, wiederholt luit wenig Wasser ausgespiilt und die Leitfahigkeit dieses Wassers nach Auffiallen auf ein bestimmtes Volumen gemessen wurde.

Nachdem die sichtbaren Nebel sich abgesetzt haben , bleibt noch langere Zeit eine nur mittels Tyndallphiinomens nachweisbare Triibung in dem Standzylinder zuriick. Dadurch daS man wartet, bis sich auch diese Nebelteilchen abgesetzt haben, was etwa 3 Stunden erfordert, erhalt man zwar eine nur geringe aber doch gut meBbare VergroBerung der Leitfahigkeit, Aus diesem Qrunde wurden die Standzylinder vor dern Ausspiilen immer geraume Zeit (mindestens 5 Stunden) ruhig stehen gelassen. Dabei wurden auf die durchbohrten Uhrglaser noch andere kleinere TJJhrglaser gelegt zum Schutze gegen das Hineinfallen von Staub.

In den folgenden Tabellen sind jeweils in der e r s t e n Ko- lumn e die Prozentgehalte der zur Absorption vorgelegten Lijsungen eingetragen, in der zwei ten Kolumne sind die Widerstande W, verzeichnet, die an dem zum Ausspiilen der Standzylinder ver- wendeten Wasser festgestellt wurden, wenn die vorgeschaltete WINKLERSChe Schlange W a s s e r als Absorptions5iissigkeit ent- halten hatte.3 Die Widerstande W,, die daran festgestellt wurden, wenn Losungen der in der ersten Kolumne verzeichneten Kon- zentrationen vorgelegt waren, sind in der d r i t t e n Kolumne an- gegeben. Die in Kolumne 4 eingetragenen Differenzen der Werte von Kolumne 2 und 3 geben ein Ma13 fur die Zunahme (bzw. wenn negativ, die Abnahme) des Absorptionsvermogens der Losungen im Vergleich zu dsm des reinen Wassers. 3e ldeiner der Widerstand beim Vorschalten einer solchen Lijsung im Vergleich zu dem beim Vorschalten von reinem Wasser gefundenen war, um so mehr Elektrolyt war in den Standzylinder gelangt, um so schlechter also hatte die vorgeschaltete Liisung absorbiert. Fur die g raph i sche Wiede rgabe erwiesen sich die Zahlen als am geeignetsten, die man erhiilt, wenn man den Unterschied im Absorptionsvermogen in Prozenten des relativen Absorptionsvermogens des Wassers aus- driickt, also den Ausdruck w2 - w1 - 100 bildet, wie es in Ko-

WI lumne 5 geschehen ist. Kolumne 6 gibt die Mittelwerte der fur die einzelnen LSsungen gefundenen Werte von

l) Es wurde also nicht etwa der Widerstand des zur A h s o r p t i o n vor- gelegten Wassers, sondern der des Wassers, cias aus dem zum Auffangen des n i c h t a b s o r b i er t e n Nebelanteils dienenden S t a n dc J l i n d e r s stammte, ge- messen, d h. also: es wurde stets der nichtabsorbierte Auteil des Nebels, nicht der absorbierte, bestimmt.

JG - . 100. w,

68 23. Remy und K. Ruhlnnd.

Tabelle 1. Absorption feuchter Schwefeltrioxydnebel durch Schwefelsaure.

1

Behalt der vorgelegtei Schwefel-

saure in O/,

400

99,5

99

36,s

98

97,.5

97

96,5

96

95,5

95

90

80

4 0

20

10

5

2

1

a Widerstand,

wenn Wasser vorgelegt war (WJ in Ohm

155 141

170 185 148 145

150 149 141 141 169 160

158 151 140 140 150 146

145 136 145 145

138 13s

141 165

147 145

150 I52

145 146

146 15s

145 147

163 151

3

Widerstand, Venn Schwefel iiure vorgeleg var,(W,)in Ohn

130 118 115 118 114 112

129 127

120 119 143 135 135 130

105 105

126 122

111 107 108 108

112 114

123 140

141 138

143 144

140 141

148 160

149 151

170 157

- 25 - 23 - 55 - 63 - 34 - 33 - 21 - 22 - 22 - 22 - 26 - 25

- 23 - 21 - 35 - 35 - 24 - 24

- 34 - 29 -- 37 - 37

- 26 - 24

- 18 - 25

- 6 7

- 7 - 8

- 5 - 5

4 - 2 - i - 2

c 4 f 4

+ 7 f 6

-

5 i6

- 16,l - 16,3

- 32,38 - 34,Oi - 23 - 23,4

- 14,O - 14,s - 15,s - 15,6 - 15,3S - 15,61 - 14,58 - 13,QO - 25 - 25 - 16 - 16,41 - 23,42 - 21,48 - 24,s - 24,5

- 18,85 - 17,40

- 12,75 - 15,12

- 4,OS - 4,82

- 4,68 - 5,26

- 3.45 - 3,42

i 1,26 -1- 1,37

+ 2,76 4- 2,12

f 4,29 f 3,97

Mittel

- 16,2

- 33,z

- 23,2

- 14,4

- 15,55

- 15,49

- 14,24

- 25

- 16,2

- 22,45

- 24,5

- 18,13

- 13,94

- 4,45

- 4,97

- 3,43

+ 1,32

-I- 2,74

+ 4,13

Absorptioa ohemisehey Nebel. 59

2. Absorption trockener SO,-Nebel. Die Versuchsanordnung ist in Figur 6 wiedergegeben. Die

Darstellung der Nebel erfolgte durch Uberleiten eines Gemisches V Q ~ Sauerstoff und Schwefeldioxyd iiber Platinasbest, der sich in einem mittels elektrischer Heizung auf 430 O erhitzten Glasrohre befand. Der Sauerstoffstrom wurde einem Gasometer entnommen, an dem Marken angebracht waren, die gleichzeitig zur Abmessung der Nebelmenge dienten.

Tabelle 2. Absorption trockener Schwefeltrioxydnebel durch SchwefelsHure.

Gehalt der vorgelegten

Schwefel- sLure in o/o

99,5

99

945

97

95

90

70

45

10

W iderstand, Venn Wasser rorgelegt war, (W,) in Ohm

51 68

465 1310 I05 70

2000 1480

25s 150 111 298 396 950 750 105 170

1400 480 69

690 1560 41

146 3160 1360

70 516 740 820 120 172 176 260 126 91

Widerstand, uenn Schwefel- ilure vorgelegt iar, ( W2) in Ohn

306 372

1080 3800 605 725

2380 4600

880 940

1210 1290

1760 1980 1050 870

1180 1820 735 297

1580 3280 316 372

5160 1420 236 292

3480 740 190 124 416 202 89 70

+ 255 + 304 + 615 + 2490

-5 500 + 655 + 1380 + 3120 -!- 622 + 790 + 1099 + 992 $- 1364 -t 1010 + 300 + 765

+ 1010 + 420 -C 255 + 228 -k 890 + 1700 + 272 + 228 + 2000 + 60 i- 166 - 224 + 2740 - 80 + 70 - 48

+ 240 - 55 - 37 - 21

C 500 4- 447 + 132 4- 182

+ 476 3. 950 -!- 19 + 211

4- 241,2 + 527 + 9s9 -i- 333 + 344 + 105 + 400 + 727 4- 594 + 30 -b 53 -I- 331 + 129 + 109 C 618 + 159

+ 63,5 -!- 4,4 + 237 - 43,4

- 9,711 i- 58,3

-t 370

- 27,9 f 136 - 22,3 - 29,4 - 23,l

Mittel

5 315,25

+ 411,5

-!- 525,l

f 394,54

+ 254

t 257

t 65,40

+ 97,65

f 15,30

60 H. Rerny und I<. Ruhland.

i l

Absoiption clzemischer Nebel. 61

Es wurde mit einem ziemlich grogen OberschuB von Sauerstoff gearbeitet, da sich unter diesen Bedingungen die Nebel. am leich-

n

testen schwefeldioxydfrei erhalten lieBen. Zur Trocknung des Sauerstoffes diente eine Chlorcalciumrohre yon 40 cm Lange und

62 H. Remy und h-. Rzchland.

zwei Waschflaschen mit konzentrierter Schwefelsaure. Das Schwefel- dioxyd wurde zum Trocknen nur durch zwei Waechflaschen mit lronzentrierter Schwefelsaure geleitet. Weitergehende Trocknung ist nicht unbedingt notwendig. Abso lu te Trocknung ware nicht einmal statthaft, da S p u r e n von Wasserdampf bekanntlich zuru Zustandekommen des Kontaktprozesses erforderlich sind. Zu An- fang im vorderen (dem AbsorptionsgefiiB zugewandten) Teile des irn Ofen liegenden Glasrohres auftretende Kebel verschwanden von selbst nach geniigend langem Durchleiten des Qasstromes. Ihre Entfernung wurde durch schwaches Erhitzen des vorderen Rohrteiles mit einer Flamme erleichtert. Die im Rohr vorhandenen t r o ckenen Neb e 1 sind u n s i c h t b a r. Mit den Absorptionsversuchen wurde immer erst begonnen, nachdem die sichtbaren (also noch feuchten Nebel) verschwunden waren. Bis zu diesem Zeitpunkt murde der Gasstrom in den Abzug geleitet. Die Urnstellung erfolgte durch einen Dreiweghahn. Hinter der Absorptionsfiiissigkeit bzw. in den mit Wasser benetzten Zylindern waren die Nebel stets wieder deutlich sichtbar, auch in den Fdlen , in denen konzentrierte Schwefeldure als Absorptionsmittel vorgelegt war, da eine restlose Absorption durch die von uns angewandte geringe Menge (5 ccm) nicht erfolgte. Ganz unvergleichlich s tkker waren aber die Nebel hinter dem AbsorptionsgefaB sichtbar, wenn dieses W a s s e r enthielt. Die mit den trockenen Nebeln erhaltenen Resultate sind in Tabelle 2 niedergelegt.

3. Absorption fenchter Ammoniumchloridnebel.

Die Messung erfolgte mittels der in Fig. 7 dargestellten Versuchs- anordnung. Die unten tibulierte Flasche auf der linken Seite der Figur, die als Luftreservoir und MeBgefaB diente, ist mit einer gleichfalls unten tubulierten als DruckgefaB dienenden Flasche durch Schlauch verbunden zu denken.

Die Ergebnisse, die bei der Absorption der feuchten Ammon- chloridnebel durch Ammoniumchlorid- und Calciumchloridlosungen erhalten wurden, sind in den Tabellen 3 und 4 dargestellt.

Im AnschluB an diese Messungen sei eine Versuchsreihe mit- geteilt, bei der durchweg r e i n e s Was s e r als Absorptionsmittel ver- mandt wurde (Tabelle 5). Die Einzelversuche der Tabelle wurden fort- laufend nacheinsnder ausgefiihrt. Sie zeigen, daf3 die Konzentration der Nebel selbst bei einwenig schwankender Stromungsgeschwindigkeit

Absorption chemiseher Nebel. 63

Widerstand, wenn die CaC1,- L6sung vorge-

schaltet war, (W,) in Ohm

810 850 295 300 390 390 320 320

370 380

490 470

~.

Tabelle 4. Absorption feuchter Ammoniurnchloridnebel durch Calciumchloridlosungerr.

______ ~-~

- 150 - 150 - 65 - 60 - 60 - 60 -- 40 - 40

- 40 - 40

- 30 - 20 - 40 - 40

- 15 - 20 - 40 - 30

- 50 - 50 - 40 - 40

- 30 - 30

+ 20 + 20

+ 20 + 10 - 20 - 40 - 25 t 14 - 51 - 20

- 20 -. 20 - 100 - 20 - 40 + 5 - 40 + 46

Konzen- tration der

CaC1,- Liisung in

Y o ~~

- 15,6 - 15,O - 18,05 - 16,65 - 13,33 - 13,33

- 11,11 - 11,ll

-- 9,53 - 9,76

- 5,76 - 4,OS

-- 5,16 - Y,69

- 8,82

-- 8,s

- 9,43

- 8,34

-- 3,51

- 7,15

- 9,61

- 8,34

- 4,65 - 4,68

-t 5,13 T 4,77

+ 2,oo - 4 4 5 - 10,oo - 6,75 + 3,54 - 12, l l -- 4,76

-- 4,17 - 15,89

-+ 3,84

- 4,17

- 4,76 - 9,50 -- 1,37 - 9,41 + 11,18

etwa 41 (gesiittigt)

,

35

30

25

20

15

LO

9

8

7

6

5

2

Widerstand, wenn Wasser vorgeschaltet war, (W,) in

Ohm

960 1000 360 360 450 450 360 360

410 420 520 490 490 460 530 570 470 470 530 520 450 480

640 640

390 420

520 500 470 400 370 395 413 420

480 480 530 420 420 365 425 492

430 440 480 470 440 440

610 610

410 440

540 510 450 360 345 409 362 400

460 460 430 400 380 3 70 385 468

Mittel

- 16,33

- 13,33

-11,l l

- 9,65

- 4,92

- 8,43

- 3,17

- 7,53

- 9,52

- 8,34

- 4.68

+ 4,95

- 2,23

- 2,20

64 H . Remy und K. Ruhland.

Tabelle 3. AbsorDtion feuchter Ammoniumehloridnebel durch Ar

Durchgeleitete Dauer des Durchleitens in Sek. I Nebelmenge

~-

11'4 Liter 165 7 165 ,, 165 , I65 7 150 ,

Konzentrat der NH,CL LGsung in

O/,

etma 27 fgesattigt)

25

20

15

I0

9

s

7

6

.~ _ _ _ _ ~

)

2

1

Widerstand in Ohm

660 740 670 610 610 620

- -

Widerstand, wenn Waqser vorgelegt war, (W,) in Ohm

960 930

1040 1010

930 960

1400 1350 1480 1420 1030

920 860 850 690 6'iO 800 790 790 830

1350 1330 880 850

-____

Widerntani, wenn NH,CI- dosung vorgelegt Tar, ( W,) in Ohm

800 830

870 820

$90 830

1240 1200

1270 1300

890 7'10 so0 790 570 590

790 750

840 530

1370 1350 910 890

w, - w, ~~ -___~ - 160 - 100

- 170 - 190 - 140 -- 130 - 160 - 150 - 210 - 120

- 140 - 150

- 60 - 60

- 120 - 80 - 10 - 40

+ 50 + o + 20 + 20 i- 30 f 40

ioniurnchloridlosungen.

100 T> - w, w, -.

______ - 16,68 - 10,78 - 16,35 - 18,81 - 15,08 - 13,55

- 11,121 - 14,20 - 8,8R

- 11,42

- 13,60 - 16,3

- 6,48 - 7,06 - 17,40 - 11,9Ft - 1,25 - 5,07

+ 6,34 -t 0,oo

+ 1,45 + 1,50

+ 3,40 + 4,60

Mittel

- 13,73

- 1 7 , S

- 14,32

-11,27

-- 11,53

- 14,95

- 6,77

- 14,67

- 3,19

i- 3,17

+ 1,49

1 - 4

uber einen griiBeren Zeitraum hin konstant bleibt und da8 daher erst recht ganz unmittelbar hintereinander ausgefuhrte Messungen unbedenklich zueinander in Beziehung gesetzt werden diirfen.

Tabelle 5.

Absoyption chemiseher Nebel. 65

4. Absorption trockener Ammoniumchloridnebel. In Form t r o c k e n e r Nebel bzw. ko l lo iden S taubes lie3

sich das Ammoniumchlorid am leichtesten erhalten, wenn es in einem scharf getrockneten Luftstrom sublimiert wurde und in Gas- form eine langere stark erhitzte Strecke des Glasrohres passierte.

Bekanntlich zerfallt das Ammoniumchlorid bei der Sublimation in seine gasformigen Bestandteile Ammoniak und Salzsaure, so daB die bekannten Bedingungen fur die Bildung eines kolloiden Staubes bei unserer Versuchsanordnung gegeben waren. Jedoch muBte hier zur Erzielung reproduzierbarer Werte auf ganz besonders sorgfiiltige Trockenhaltung der zur Reaktion gelangenden Stoffe sowohl wie der Apparatur geachtet werden. Die Versuchsapparatur ist in Fig. 8 wiedergegeben.

Die Trocknung des Luftstromes erfolgte durch 2 Waschflaschen mit konzentrierter Schwefelsaure und 2 je SO cm langen mit einem Gemisch aus Phosphorpentoxyd und Glasscherben gefiillte Glasrohre.

Es erwies sich als zweckmaBig, fur das die Luft enthaltende Gasometer als Sperrfliissigkeit bei diesen Versuchen gesattigte Cal- ciumchloridlosung zu verwenden.

Die Trocknung des Ammonchlorids erfolgte, nachdem es zu- nachst in einem Exsikkator vorgetrocknet worden war, in dem Reak- tionsrobr selbst durch Erhitzen auf 80- looo unter gleichzeitigem uberleiten des in angegebener Weise scharf getrockneten Luftstroms wahrend 3-4 Stunden. WBhrend dieser Zeit wurde auch der vor- dere (dem AbsorptionsgefaB zugewandte) Teil der Apparatur erhitzt, damit auch aus diesem die Feuchtigkeit weggenommen wurde.

Bei den Messungen wurde das das Ammoniumchlorid enthaltende Schiffchen nur durch eine daruntergestellte verh%ltnismaBig schwache Flamme erhitzt, wiihrend der vordere Teil der Rohre, welchen der die Salmiakdampfe mitfiihrende Strom passieren muBte, auf eine Strecke von etwa 50 cm auf helle Rotglut erhitzt wurde.

Damit in dem noch weiter vorn liegenden Teil des Rohres, der nicht erhitzt wurde, durch sich dort nbsetzende Kristalle keine Verstopfungen auftraten I), muBte die Durchleitungsgeschwindigkeit gegeniiber den fruheren Versuchen stark vergr6Bert werden. Dabei betrug das hindurchgeleitete Luftvolumen nur die Halfte yon dem bei

1) Das Absetzen von Ammoniumchlorid in gr6Beren Mengen erfolgte stets unmittelbar an der Stelle des Uberganges der heiBen in die kalte Zone. Die Teile des Ammoniumchlorids, die einmal diese Stelle in Staubform iiberschritten hatten, setaten sich selbst i n eogen Teilen der Apparatnr keum noch ab.

Z. snorg. U. allg. Chemie. Bd. 139. 5

66 H. Remy zlnd K. Ruhland.

den friiheren Versuchen verwandten. Wie immer erfolgte zunachst bis zur Erreichung konstanter Striimungsgeschwindigkeit Ableitung der

Nebel in den Abzug und darauf Umstellung in die Absorptions- apparatur mittels eines Dreiweghahnes.

Abso?ption chemiseher Nebel. 67

Bei den Versuchen dieses Abschnittes war eine stetige Ver- anderung in der Konzentration der Nebel nicht zu vermeiden. Aus diesem Grunde wurde jeweils eine Messung der Absorption des Ammoniumchloridstaubes durch Wasser sowohl vor wie hinter die Messung der zu prufenden Liisung geschaltet, und der hierbei f ir die absorbierende Lbsung erhaltene Wert jeweils auf den Mittelwert der beiden an reinem Wasser ausgefuhrten Bestimmungen bezogen. Die so erhaltenen Daten sind in Tabelle 6 angegeben.

Tabelle 6. Absorption trockener Ammoniumchloridnebel durch Ammoniumchloridliisungen.

Konaen- trationder

Liisung in o / ~

etwa 27 (gesiittigt)

a 3 a

$ 2 2 Q

g g . 2

5400 26200 11880 10560 17690

- a

= l a - J a % $6 3 9 a f B'" __ ~

11840 20000 15730 9350

14850 12320 1260 1420 3960 4920

14580 6480

lo

= Mittel

aus I u. I: ( Wl) __ __

8620 23100 13805 9955

16170 11055 1270 1530 3930 4770

13950 6930

3900 4620

13320 7380

Widerstand, Venn die NH,CI Liisung vorge- schaltet war, (W,) in Ohm

22200 28500 23650 18700 19360 13750 1420 1780 4200 6300

12600 7080

Tabelle 7.

9350 16100 13775 1140

w2- w, -__ -__

13580 5400 9845 8745 3190 1265 150 250 270

1530 - 1350 150

43,6

59'9 47,16 51 34,13

;v, - w, WI

-----.lo(

__- _____ 157 23,4 71,25

19,2 11,45 11,5 16,33 6,88

32,l

+ 2,16

85,O

- 9,67

Absorption trockener Ammoniumchloridnebel durch CalciumchloridlGsungen.

Konaen- tration dei L6sung

in

etwa 41 (gesgttigt)

20

10

__ ~

13900 22000 10000 21000 13400 18300 16500 22500 24300 24900 39050 3120

____ __ 21000 11 500 11500 18500 12500 10500 16000 17000 15600 28900 14800 3560

- - Mittel aus

I u. I1 ( Wl) ___ ~

17150 16750 10750 19750 12950 14400 16250 19750 21450 26900 26925 3340

Widerstand, renn die CaCl, Liisung vorge- schaltet war, (W,) in Ohm

34650 33550 26950 37400 24750 22000 28600 33330 31680 33000 40700 4450

- I I -

16500

17650 11800 7600

12350 13580

68 H. Remy und K. RzlhLand. Absorption chemischer Nebel.

In entsprechender Weise wurden die in Tabelle 7 niedergelegten Werte erhalten, bei denen statt der Ammoniumchloridloaungen Cal- ciumchloridlosungen in Anwendung gelangten.

Zusammenfassung. Die Abhangigkeit der Absorption feuchter und trockener che-

mischer Nebel von der Elektrolytkonzentration bzw. vom Dampf- druck der vorgelegten wiiBrigen Losungen wurde an einigen Bei- spielen untersucht. Ee zeigte sich, daB fur die Absorption trockener chemischer Nebel (,,kolloider Staube") die Was s e r dam p ft ens i o n der vorgeschalteten LBsungen von ausschlaggebender Bedeutung ist. Die Kurve der Abhangigkeit des Absorptionsvermogens der S c h w e f el- s&ur e gegenuber trockenen Schwefeltrioxydnebeln von ihrer Konzen- tration lauft ihrer Siedepunktskurve vollkommen parallel. Diese Beziehung ist aber nicht der Schwefelsaure eigentiimlich. Denii ebenso wird auch Ammoniumchlor id in Form kolloiden Staubes von vorgelegten wLBrigen Losungen (Ammoniumchlorid- und Calcium- chloridlosungen) um so besser absorbiert, je konzentrierter diese sind, j e niedriger also ihre Wasserdampftension ist. Ganz anders verhalten sich die Losungen gegenuber den entsprechenden f euch t e n Nebeln. Diese werden im allgemeinen um so schlechter absorbiert, je groBer die Konzentration der vorgelegten Losung ist. Nur scheinen Losungen von ziemlich geringer Konzentration (etwa unterhalb 5'1,) die in ihnen gelSsten Stoffe auch in.Form feuch te r Nebel besser als reines Wasser zu absorbieren.

Hamburg, Chemisches Stantslaboratorium.

Bei der Redaktion eingegmgen am 19. Juli 1924.