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Apparatur zur Entgasung yon Fliissigkeiten (Kurze Mi t t e i l ung )

Von H. Yolk, A. Neckel und F. Kohler*

Aus dem I. Chemisehen Laboratorium der Universit~t Wien

Mit 1 Abbildung

(Eingelangt am 18. Januar 1956)

Da die Bearbeitung vieler wissenschaftlieher Probleme die Ver- wendung yon grSBeren Mengen luft- bzw. gasfreien Substanzen erfordert, erseheint es gereehtfertigt, kurz fiber eine yon uns entwickelte Anordnung zu beriehten, die eine verhaltnism~gig rasehe Entgasung aueh grSBerer Fl'iissigkeitsmengen erlaubt. Das Ergebnis der Entgasung karm naeh der yon A. Smits 1 angegebenen Methode unmitteIbar iiberprfift werdem

Obwohl die L5slichkeiten der in Frage kommenden Gase in Flfissig- keiten sehr klein sind und duher in solchen F~llen eine vollst~ndige Entgasung als leicht durchfiihrbar erscheinen k6nnte, erfolgt die Gleich- gewichtseinstellung jedoch im allgemeinen auBerordentlieh langs~m. Sie h~ngt im wesentlichen yon der Geschwindigkeit der Erneuerung der Grenzfl~ehen zwisehen Ft6ssigkeit und Dampf a t .

In der Literatur tinder man folgende Vorschl~ge zur Entgasnng yon Fliissigkeiten. W. Biltz und Mit~rbeiter ~ sowie M. H6ppner und

A. v. Antropo[[ 3 empfehlen, ~uf Grund der bek~nnten sichtbaren Ent- bindung yon Luftbl~isehen beim Auftauen ira Hochvakuum, ein so lange wiederholtes abweehselndes Auftauen und Ersturrenlassen im Hoeh- vakuum, bis keine Luftblgschen mehr auftreten. Doch ist schon nach den Erfahrungen yon A. Smits und Mitarbeitern ~ eine derartige Methode Ms vollkommen unzureichend anzusehen, was aueh wit ieststellen muBten. Ein einmMiges kurzes Abpumpen des Dampfes, wie es bei den Messungen des S~ttigungsdmckes nach A. Smith und A. W. C. Menzies ~ eriolgt, schafft nnr im Augenbliek eine gasfreie Oberflgche und ist wegen der Naehdigusion der Gase aus dem Ylfissigkeitsinneren ebenfalls vollkommen ungenfigend. Wirksamer ist das yon K. Druclcer und E. Moles ~ und L. Riccoboni ~ empfohlene Verfahren, die Fliissigkeit lgngere Zeit im

* Gegenwi~rtige Adresse yon /~. Kohler: University of North Carolina, Chapel I-Iill, U. S. A.

1 A. Smits, E. L. Swart, P. Bruin und W. 3I. Mazee, Z. physik. Chem., Abt. A 15~, 143 (1931).

W. Biltz, E, Wi~nnenberg, W. Fischer und A. Sapper, Z. physik. Chem., Abt. A 151, 9 (1930).

~f. HSppner und A. v. Antropo]], Z. physik. Chem., Abt. A 152, 95 (1930).

4 A . Smith und A. W. C. 31enzies, Ann. Physik 33, 971 (1910). 5 K. DruJcer rind E. 31oles, Z. physik. Chem. 75, 409 (1910).

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Vakuum auszukoehen und den Dampf mit den in ihm enthaltenen Gasen yon Zeit zu Zeit abzupumpen. Wir selbst benfitzten bisher das yon A . Smit.~ und Mitarbeitern 1 ~ngegebene Verfahren. Vollstgndige Ent- gasung wird hier dadurch erreieht, dab man, naeh mehrmaligem Auf- tauen und Erstarrenlassen unter zeitweiligem Abpumpen der D~tmpfe, etwa zwei Drittel der zu entgasenden F1/issigkeit langsam in ein a bzu- schmelzendes Gef~ig fiberdestilliert; die gelSsten Gase sind in den iiber- destillierten Anteilen enth~tt.en. Diese Me,bode liefert jedoch nur geringe ~{engen (20 his 60 ml) ggsfreier Ft~ssigkeit. Wesenglich grSl]ere Mengen entgaster Fltissigkeit lassen sieh naeh dem Verfahren yon R . K . T a y l o r 7

gewinnen. Der Autor beniitzt das Prinzip der fraktionierten Destillation ~ur Trennung der gelSsten Gase yon der Fliissigkeit. Er erreicht eine :standige Erneuerung der Oberfl~ehe dureh Erw~irmen eines Seitenrohres, in dem die zu entgasende Fliissigkeit teilweise verdampft. Die DampL blasen nehmen Fliissigkeit mit und werfen sie gegen die gegeniiberliegende Wand, w~hrend aus dem Hauptgef~13 neue Fliissigkeit in das Seitenrohr naehstr6mt, so dal~ ein stSmdiger Kreislauf erzielt wird. Die Erneuerung der OberflS, ehe eriolgt jedoeh verhgltnismggig langsam, so dal3 eine vollsti~ndige Entga, sung langere Zeit in Ansprueh nimmt.

Um eine mSglichs~ grot?e Oberflgche zu seh~ffen nnd um diese so rasch und wirksam wie m6glich zu erneuern, bedienten wir uns des yon W . S w i e t o s l a w s k i fiir ebullioskopisehe Messungen eingefiihrten Zerspriihungsprinzips (vgl. Abb. 1). In einen birnenf6rmigen Kolben K wird dureh das ansehlieBend abzusehmelzende t~ohr G die Flfissigkeit, so hoeh eingefiillt , d a $ s i e das Siedegef/iB etwa his zur H6he H fiillt. Anschliegend wird die Apparatur, gegebenenfalls unter gleichzeitigem Kiihlen der Fliissigkeit mit einer K~ltemischung oder mit fliissiger Luft, iiber den Vakuumhahn A kurz evakuiert und dadureh der grSgte Teil der in der Dampfphase befindliehen Luft entfernt. Das Siedegefag wird nun dutch eine geeignete Heizvorriehtung zu krgftigem Sieden angeheizt ; um das Sieden zu erleiehtern, ist am Boden des Kotbens etwas Gtasstaub aagesintert. Hierbei ergieftt sieh sin sgiindiger SCrota yon Dampf und Fltissigkeit, dutch L gegen das P~ohr F, das einen spiralfSrmig ange- sehmolzenen Glasstab tr~igt. Die auf diese Weise erzielte sehr feine Zerteilung der Fltissigkeit und die st~ndige Erneuerung der Oberfl~ehe bewirkt eine wesentlieh rasehere Gleiehgewiehtseinstellung. W~hrend die Fliissigkeit wieder in das SiedegefgB zurfiekflieBt, gelangen die D~mpfe und die in ihnen angereieherten Gase in die Kolorme D, wo sie einer fraktionierten Destillation unterworfen werden. Der aus der Kolonne austretende Dampf wird in dem besonders gut wirksamen Muschel- knhler C kondensier~, wghrend sich die zu entfernenden Gase in der

6 L. Riecobon-i, Gazz. ehim. it.al. 71, 139 (1941). 7 R. K. Taylor , J. Amer. Chem. Soc. &2, 3577 (1930).

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Kugel B anreiohern und yon dort yon Zeit zu Zeit durch kurzes 0Hnen des Hahnes A in das Vakuum abgezogen werden. Die entgaste

Flfissigkeit kann bei ge- 6ffneten Stoekventilen M dureh Destillation aus der Apparatur entnommen werden. Das Stogen der Flfissigkeit kann durch

~ ~ ~ dauerndes krgftiges Sieden verhindert werden. Nach unseren Erfahrungen tr i t t ein Siedeverzug nur dann

D auf, wenn das Sieden der sehon weitgehend entgasten Flfissigkeit vorfibergehend f 3

~r ~ - ~ 1 unterbroehen wurde, was infolgedessen unbedingt zu

I vermeiden ist. Den Erfolg der Entgasung iiberpriiften wit naeh der yon A. Stairs I vorgeschlagenen Methode s. Die Messung des Inertgas- druckes mittels eines

- 4/ McLeod.Manometers 9 er- gab einen Luftgeh~lt yon weniger als l0 -'~ Torr. Wit halten jedoch diese Me- rhode wegen der L6slieh- keit der Inertgase in dem

j Kondensat for wenigel" zu- verli~ssig.

_~bb. 1. Nach beendeter Ent'- gasung kann die Kolonne

bei E abgeschmolzen und der untere Tell der Apparatur als Vorrats- gef~i~ verwendet werden. Mit der beschriebenen Anordnung lassen sich beispielsweise innerhalb von 10 Stdn. 250 bis 300 ml Hexan so weir entgasen, da~ darin naeh Stairs kein Luftgehait mehr nachge- wiesea werden kann.

s Vgl. aueh H. Tscha, mler m~d F. Kohler, Mh. Chem. S1, 463 (1950). 9 F. Klages und K. M6hler, Angew. Chem. 5S, 60 (1945).

Herausgeber: Akademie der Wissenschaften, Wien I, Dr.-Ignaz-Seipel-Platz 2, und Verein 0sterr . Chemiker, Wien [, Eschenbachgasse 9. -- Verlag: Springer-Verlag, Wien I, MOlkerbastei 5. --

Ffir den In_hal~ verantwortllch: Prof. Dr. F. Gatinovsky, Wien IX , W~ihringerstra~e 88. Druek: 5fanzsche Buchdruckerei, Wien IX , Lustkaadlgasse 52