Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Sidor ...
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Kemi
Organiska katjonväxlare.
Av civilingeniör TORSTEN JAKOBSON.
Basutbytande egenskaper hos vissa substanser ha
varit kända sedan mitten av förra århundradet.
Metoder åsyftande nämnda egenskapers industriella
utnyttjande följde dock först i början av 1900-talet, då
Gans (1) patenterade ett framställningssätt för
zeoli-t< r. En syntetisk zeolit erhölls sålunda genom
sammansmältning av kaolin med kvarts och
natriumkarbonat samt smältans läkning med vatten. Dessa
katjonväxlare voro av kristallinisk, kornig eller
bla-dig beskaffenhet och lättgenomsläppliga för vätskor.
Deras baser, t. e. natron, läto sig lätt utväxlas
varigenom materialet kunde omvandlas i godtyckliga
andra zeoliter genom tvättning med saltlösningar.
Efter nämnda tid har den tekniska utvecklingen i
avseende på zeoliter gått stadigt framåt, så att numera
såväl naturliga som konstgjorda zeoliter äro allmänt
använda vid avhärdning av vatten.
En senare utveckling inom detta område synes visa
hän mot en alltmera vidgad användning av
katjonväxlare av organiskt-syntetiskt ursprung, för vilka
föreslagits benämningen organoliter till skillnad från
de oorganiska, mineralartade zeoliterna. De
organiska beståndsdelarna eller humusarterna i jorden
hade redan tidigt undersökts ur agrikulturkemisk
synpunkt och deras betydelse för växtlivet fastställts.
Användningen av humaternas katjonsutbytände
förmåga vid vattenavhärdning upptogs mot slutet av
1920-talet, varvid natriumhumater ur bl. a. brunkol
kommo till användning. Modifierade humater
framställda genom inverkan av svavelsyra på torv, lignit
eller trä (2) ha även fått ganska vidsträckt
användning. Dessa framställas exempelvis genom inverkan
av rykande svavelsyra, zinkklorid, kalciumklorid,
fosforsyra el. dyl. på kolhaltiga substanser såsom
stenkol, trä, sågspån, torv, lignit osv. vid temperaturer
mellan 60—250°C. De sålunda efter tvättning och
torkning erhållna produkterna äro regenererbara med
syra. Emellertid äro humater i denna form ganska
otillfredsställande, dels på grund av låg effektivitet
och dels emedan de giva det avhärdade vattnet en
gulaktig färg. Denna senare olägenhet har dock
övervunnits genom behandling med kromsalter (3).
Sålunda behandlas ångtorkad lignit med rykande
svavelsyra vid 100—150°C under 15 till 30 minuter. Efter
avlägsnande av överskjutande syra, granuleras
materialet och behandlas i roterande trumma med
kali-kromalun, varefter ånga inledes och materialet får
koka i en timme. Efter avlägsnandet av
alunlösning-en, tvättas med vatten till neutral reaktion varpå den
erhållna kat jon växlaren torkas.
De första rent syntetisk-organiska katjonväxlarna
torde vara de av Adams och Holmes (4) ur flervärda
fenoler och aldehyder framställda. De flervärda
feno-lerna innefatta även sådana ur vissa växtbarksextrakt
(tanniner). I detta sammanhang kan kanske även
förtjäna påpekas, att anjonväxlare framställts av
konst-hartser genom kondensation av aldehyder med
aromatiska aminer. Rätten till Adams och Holmes patent
har sedermera förvärvats av I. G. Farbenindustrie,
som nedlagt ett mycket förtjänstfullt arbete på dylika
jonutbytande konsthartser, vilka äro kända under
namnet "Wofatit" (5).
Det har framlagts flera tydningsförsök rörande de
reaktioner, som äga rum vid katjonväxlande
processer, vilka av Du Rietz (6) sammanfattats i följande.
Enligt den s. k. klassiska, rent kemiska uppfattningen
om händelseförloppet, är detta analogt med en vanlig
omsättningsreaktion, t. e. kalciumkarbonat med
na-triumfosfat till kalciumfosfat och natriumkarbonat.
Enligt den s. k. adsorptionsteorien, som vunnit nästan
fullständigt burskap inom agrikulturkemien, anses
processen vara att hänföra till ren ytadsorption,
varvid gitterkrafterna svara för jonbindningsförmågan.
Vad slutligen den tredje eller den s. k. acidoidteorien
beträffar, tilldelas en katjonväxlande molekyl olika
löslighet, hänfört dels till de s. k. funktionella
grupperna, dvs. sulfonsyragrupperna, karboxyl och
hy-droxyl, som äro lösliga och bärare av de sura eller
basiska egenskaperna samt den olösliga resten,
ingående som fast fas; den katjonväxlande molekylen
betraktas såsom en s. k. acidoidpartikel med
gelliknan-de kärna och en yttre jonsvärm, som är belägen i
gränsytan mellan den fasta fasen och den
omkringliggande vätskan.
Under de sista två åren ha framkommit andra
organiska katjonväxlare, som äro billigare än de tidigare
kända och äga högre jonutväxlingsförmåga samt äro
mera motståndskraftiga mot aggressiva vatten. En
viktig fördel med organoliterna framför zeoliterna är
att de förra kunna regenereras med en syra, vars
anjon bildar ett lösligt salt med den mot väte
utväxlade katjonen. Dessa organoliter framställas vanligen
ur ursprungligen vattenlösliga extrakt av trä,
speciellt av tannintyp, vilka behandlas exempelvis med
koncentrerad svavelsyra och kunna utväxla
natrium-eller vätejoner mot kalcium eller magnesium. Burrell
(7) har verifierat och kompletterat de tidigare av
Adams och Holmes utförda undersökningarna över
katjonväxlare ur konsthartser. Av
tanninformalde-hydhartserna synas sålunda de av katekintyp vara
användbara som katjonväxlare för kalciumjoner,
däremot, sakna de av pyrogalloltyp vattenavhärdande
egenskaper. Andra konsthartser, som även sakna
dy-liga egenskaper äro furfurol-resorcin och
anilinhart-ser, vidare alkyd- och karbamidformaldehydhartser.
Vissa fakta tala för att fenolgrupperna äro
funktionella grupper vid katjonväxlande konsthartser.
Burrell har utsträckt sina undersökningar till att omfatta
även pseudotanniner av lignintyp. Sålunda
behandlades sulfitavfallslut med koncentrerad svavelsyra
varvid den erhållna produkten visade sig vara en god
katjonväxlare. På sistnämnda sätt ha även ett
flertal andra träextrakt behandlats och givit goda
resultat vid anställda laboratorieförsök med
vattenavhärdning. Det har visat sig att behandling av
träextrak-ter med koncentrerad svavelsyra lämnar större
möjligheter för framställning av organoliter än vad som
är fallet vid de förut nämnda konsthartserna. Här
tycks skillnaden mellan tanniner och pyrogallol- och
katekintyp ha bortfallit, beroende på, att det här inte
14 juni 1941
51
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
