Mikro-katalytiseher Na&weis yon Platinmetallen.

Von F r i e d r i c h L H a h n .

Aus dem Chemischen Ins t i tu t der Universit~tt Frankfur t a. M.

(Ei',~g~,langt am 16. November 1929.)

Vor einigen Jahren ist an einer Stelle, die ich leider jetzt nicht wiederfinden kann, ein katalytischer Nachweis yon Platinmetallen als Vorlesungsversuch beschrieben worden. Man tr/inkt einen Streifen Asbestpapier mit der zu prt~fenden LSsung, gltiht die Stelle im Bunsenbrenner, 15scht die Flamme und h~tlt nun die Stelle in den Gasstrom des wieder geSffneten Brenners; bei An- wesenheit von katalytisch wirksamen Flatinmetallen gerat der Streifen ins Gltihen.

Ich babe den sehr eindrucksvollen Versuch mehrfach in der Vorlesung gezeigt; dabei geriet einmal mit einer sehr verdtinnten LSsung der Streifen in so schwaches Gliihen, dag es in der N~he noch gut, im HSrsaal aber vermutlich nicht zu erkennen war. L~tl;t man in einem derartigen Fall den Streifen so lange im Gas- strom, dag er ohne die Katalyse vSllig erkaltet sein mttgte, und beriihrt man nun die schwach gliihende Stelle mit einem Streich- holzkopf, so kann man an der bald eintretenden Entflammung des Streichholzes auch in diesem Fall die Reaktion einem grol~en HSrerkreis deutlich vorftihren.

Es schien nun recht lohnend, einmal festzustellen, wie welt man ,wohl bei zweckmtil~iger Versuehsanordnung die Empfindlich- keit der Reaktion treiben kSnne. Man kann ganz aul~erordentlich kleine Mengen noch erkermen, wenn man erstens Wasserstoff statt Leuchtgas verwendet und zweitens die im folgenden beschriebene Anordnung befolgt, die sich yon zahlreichen ausprobierten Formen der Durchftthrung als die weitaus zweckm~l~igste erwiesen hat.

78 Friedrich Hahn :

Der Wasserstoff wird in einem Kippschen Apparat aus reinstem Zink und reinster Salzs~.ure entwickelt und nur durch ein Rohr mit feinkSrnigem Natronkalk geleite~. Er strSmt aus einer auf- ~ r t s gerichteten GlasrShre aus, die man zu einer so engen Ka- pill~re hat zusammenfallen lassen, dal~ der Wasserstoff angezfin- det nur ein etwa 5 bis 10 mm hohes Fl~mmchen gibt.

FUr die Probe bereite~ man einen Streifen Asbestpapier vor. Das Papier sei ungef~hr 0,5 mm dick und der Streifen 2 bis 3 cm breit und 6 bis 8cm lang. An einem Ende drfickt man in den Streifen, den man an dieser Stelle gut anfeuchte~, zun~chst mittels eines dicken, gerundeten Glasstabes eine flache VorwSlbung (man legt dabei den Streifen zweckmS,l~ig auf einen Kork, in dem man eine geeignete Vertiefung angebracht hat) und dann prel3t man die Mitre (tiefste Steile) dieser HShlung mittels eines spitz aus- gezogenen Glasstabes noch zu einer kleinen Spitze aus; wenn der Streifen dabei an der Spitze etwas einreiJ~.t oder rund durchbohrt wird, so schadet das nichts.

b

A , c

a

Nun glfiht man diese Stelle in der Spitze einer gut entleuch- teten Bunseni~amme, bringt einen Tropfen der zu pr[ifenden LS- sung mittels eines Kapillarfadens gerade an die Spitze, glfiht wieder und h~lt die AuswSlbung, ol~ene Seite nach unten, fiber die M~indung des Wasserstoffrohres. Bewegt man den Streifen fiber der Mfindung ein wenig auf und ab, so findet man sehr leicht die HShenlage, bei der das Glfihen am st~rksten wird.

Diese Versuchsanordnung ist offenbar deshalb so besonders grin- stig, weil die Warmeableitung durch den sehr schwachen Gasstrom nur sehr gering ist und weil die W~rmeentwicklung auf eine sehr kleine Fl~che zusammengedr~ngt wird. Es ist in diesem Zusam- menhang erw~hnenswert, dal~ die St~irke des Glfihens im wesent- lichen yon der Konzentration der angewandten LSsung und nur

Mikro-katalyt. Nachweis yon Platinmetallen. 79

sehr wenig yon der GrSlle des Tropfens abh/~ngt. Eine grSfiere Flfissigkeitsmenge verteilt sich auch weiter; es glfiht dann eine grSl~ere F1/iche. Ein ganz kleines TrSpfchen~der gleichen LSsung, gerade an den hSchsten Punkt der Spi~ze gebracht, gibt dort eine fast punktfSrmige, aber dutch den Kontrast gegen die Umgebung doch deutlich erkennbare Glfiherscheinung.

Zur Erprobung der Empfindliehkeit wurde ein wenig Ptat indraht (15 mg) in KSnigswasser gelSst, zweimal mit Salzs/iure abge- dunstet und daraus LSsungen genau bekannten Gehaltes an Pla- tin gewonnen; es konnten mit je einem TrSpfchen von h 5 c h- s t e n s 1 mm:' folgende Erscheinungen beobachtet werden:

Konz. d. Lsg. an Pt. Erscheinung

10 -3 der Wasserstoff entziindet s ick 10 -~ die Stelle gltiht sehr hell.

8 1 0 -5 die Stelle gltiht sehr hell. 6 - 1 0 ..5 die Steile gltiht deutlieh. 4" 10 -5 die Stelle gltiht schwach, abet immer. 2" 10 -5 die Stelle gltiht sehr schwach, manchmal gar nicht. 1 10 -5 die Stelle gltiht nie mehr.

Die Kennzeiehen der Reaktion sind also:

Grenzkonzentration 4" 10 -5 ( 2" t0 -2)1) Erfassungsgrenze <- 4" 10 -2 7 ( < 2 • 10 -2 y)

Die Reaktion ist auffi~llig unempfindlich gegen Fremdstoffe. Der Asbest wurde an der Priifstelle mit verdiinnten LSsungen solcher Stoffe befeuehtet, yon denen katalytisehe Wirkungen zu erwarten ~aren, gegliiht, dann die PlatinlSsung aufgebraeht, wieder gegltiht und die Reaktion beobachtet. Der Gedanke war, dal~ man so viel- leieht mit noch geringeren Platinmengen ein sichtbares Gltihen erhaiten wiirde. Eisen, Uran, Kupfer, Molybdiin, Nickel, Ko- halt usw. erwiesen sich als vSllig unwirksam, hemmten aber auch nieht, selbst in gewaltigem Uberschul~ (1000 :1 oder mehr) der PlatinlSsung zugesetzt.

Arsen vergfftet die Katalyse, aber auch nicht so stark, wie man h~tte annehmen sollen. Es wurden den vorher benutzten Platin-

') Vgl. die vorstehende Mitteihng, S. 75.

80 Friedrich Hahn: Mikro-katalyt. Nachweis yon Platinmetallen.

15sungen steigende Mengen einer ArsenitlSsung yon 10 mg" cm -3 an As zugesetzt, bis das Gliihen ausb]ieb.

I.

II.

Konzentration an Die Stelle gliiht

Pt. As.

5" 10 -4 5 10 -3 stark 2 10 -4 8" 10 -3 deutlich 1" 10 -4 9 10 -3 nicht mehr

6,7" 10 -5 3,3" 10 -3 schwach, aber deutlich 5"10- ~ 5 10 -3 nicht mehr.

Die Grenzkonzentration gegen As liegt also ungef~hr bei 1 : 50. An Palladium kSnnen noch etwas kleinere Konzentrationen und

Mengen erfai~t werden; hier war selbst bei einem winzigen TrSpf- chen der Konzentration 10 -5 (10 7 c m -3) das Gliihen stets deut-

iich erkennbar.