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Procédé pour l'obtention de composes,de grande activité capillaire."
La présente invention a pour objet un procédé pour 1 obtention de composés de grande activité capillaire, à partir d'alcools aliphatiques de poids moléculaire élevé ou très élevé, de toute nature, lesquels composés pourront servir comme agents de lavage, mouillants, spumescents, dispersants, avivants ou imprégnants, de même comme expédients dans l'industrie textile, dans la fabrication des cuirs ou du papier, et qui pourront être utilisés dans des buts domestiques, la préparation de cosmé- tiques, etc.
Il est connu de préparer des produits de sulfonation des alcools qui correspondent aux acides gras, ainsi que de les employer comme expédients dans l'industrie textile et la fabri- catin des cuirs. Il est également connu de sulfoner des esters
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de ces alcools avec des acides oxycarboniques a bas poids moléculaire, comme l'acide lactique, l'acide citrique, l'acide
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t:; rtrL::.ue etc.
Or, il .été trouve que l'on obtient des composés montrant une activité capillaire particulièrement prononcée, quand on
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intrcduit les radicaux sulfoniques eh boriques - ces derniers CO'}i;E sous forme d'esters - dans les alcools satures ou non- 8;.tl:'t CI -.'ois 1101écu.ilte élevé ou très élevé. le :.'!0'e d'obtention des cor'poses susdits n'importe pas.
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l'o'..'..' CClU1 ((:ncc:rr1e 1 .1:,1GG des fitni.j'tic'.ns CÎ-ÍL1i<;tues, il est: :m:v::v,...::ï: , e:.,..Vl.LU. 5'estériìei, tout Q',., )(Jra' avec l'acide .f'1;L12 1,; :r:c;U)'3 rydroxyle des ,,,,:cC101s et de sulfoner ensuite l'aster #.., : i #i s 1 obtenu.
::c,r,s 1.'estÉriiic#tion ces alcools aliphatiques a-vec emploi de l'acide borique il faut satisfaire a certaines conditions,
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sinon, l'esterjfication ne se produit du tout ou seulement de .aanicre inc0Y::-,:,1t0. L'acide borique peut 1-),8. se dissoudre simple- uent dons l'alcool cans l'esterifier. D'autre part, dans une mise , el; pratique défectueuse du procède, il pourra se former l'anhy- dride uorique ou l'acide rnét::'roriue, il est vrai avec dissolution complète j i,sraàÉre, mais avec estrification partielle seulement- :a:i:: ce cas, 'pres -.¯L1cl'¯lues jours déjà, on n'ootient pas par la fnsicn ces produits obtenus des liquides limpides, mais une masse fondue trouble ou laiteuse, d' où il se dépose l'anbydride borique, ou bien l'acide xiétabo.1:jue ou l'acide pyrooorique, sous forme de US2S8S crystallines dures.
Si l'on essaye de sulfoner ultérieure- ment ces produits, il se sépare de l'acide borique.
Afin d'obtenir des produits impeccables, on procède de préférence de la façon décrite plus bas; il convient cependant de signaler expressément, que l'invention ne se borne pas a ce mode de rélisation.
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L'alcool est tout d'abord mélangé avec l'acide borique du commerce en quantité théoriquement nécessaire (sur 3 mois d'alcool 1 mol de H3Bc3) après quoi, tout en agitant, la température du mélange est lentement élevée jusqu'au-dessus de 100 C, suivant la nature de l'alcool utilisé. Il distille alors la majorité de l'eau, produite par la réaction, en même temps avec une petite quantité de l'acide borique. Des que la totalité de ce dernier est dissoute, l'estéfification est complétée dans le vide. Quand on travaille ainsi, le produit final ne contient plus, en général, des quantités perceptibles d'alcool non estéfifié. Le cas échéant, les derniers restes d'alcool non estérifié peuvent être éliminés par distillation, à température élevée, sous un bon vide.
Etant donne que par l'application de cette dernière mesure la coloration de l'ester est parfois quelque peu viciée, surtout quand on part d'alcools non satures, on utilise de pré férence un peu plus d'acide borique qu'il ne correspond . la quantité théoriquement nécessaire. On obtient ainsi l'ester orthoborique qui présente encore l'avantage que son point de solidification est considérablement plus bas que celui de l'alcool correspondant.
En utilisant 1 mol d'alcool pour 1 mol d'acide borique on obtient l'ester métaborique. De préférence, on prend un peu moins d'acide borique pour être certain que l'ester dans son état final ne contient plus d'acide borique libre.
De cette façon, on peut obtenir des esters orthoborique aussi bien que des esters métaboriques et en outre des corps intermédiaires entre ces deux classes de composes, ces corps étant probablement des mélanges des composes mentionnes. Les e,sters orthoboriques sont très stables, tandis que les esters métaboriques même à l'état solide, ont une tendance a la
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1:.'1',1 ',,;-'2r3 1" .¯ ¯ ,¯.1CY ,-i , 1 c i , J011Oj18, Dvec '1,Y7,;i0I'1¯l,.G'l"Tl 1. iiii*1-lLi '.il L 1.' ;; :: D w O'î < :'v G v
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:±1;:# esters peuvent ui'e ;m,2¯I oncs s les agents de ..;'1':j7...¯1on connus, ¯;9 1 ' :. : ± i é. ,-:l:!l'fl.'trl.!L12 concentre du coM- r.'crce (é. ù'=,1 -.
Q6'i) ." ¯77.0:;!8 usuellement, l'o1Éu.iai, l'acide ,.;.lCi:.';:;?.-JYIî¯LüC i-'e " cî;nc.'U, on travaille u. une température 1:¯ :-.:ent .(l.e.i;É<ii en 'nr-'-l, 1. 5ulLòfi;:ti=n s'acconiplit 1 u 1 l' 0 11 i r- il
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;':1". .... un': tep-ture, 4.il'.T1 de 45-60'''C environ. Ce moae à=1(:r::?.>src 1...Ùit o';':';nir des çl.âlvorctes léilrerlent coloras, cnn'-.nt apros t^,ilt^ZU¯i0f7 des produits d'une couleur trns :.:7:.,i:.' Gr: .e.:i=:1 c.ie pour le. SL'.=it)17L,.10ri de préférence li peu près
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IL. quantité de sul'7onant théoriquement nécessaire, laquelle quantité pourra donc être calculée.
Dans ce calcul il faudra -::'Yli 8DL1Jte du f)0j.ds 'moléculaire de l'alcool et du nombre des groupes P-u.r o,;,le que contient l'alcool d'ou l'on part. les ailleurs, et.; utilisant les alcools non saturés, il faudra aussi tenir compte de l'indice iodique. En pratiquant le mode
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àz .;:.1. e:.tinri recC:)j:T1i¯nd ci-dessus, il faudra donc utiliser :.:Ql' chaque 4.roLre 11.,/dro':yle, contenu dans la molécule avant son estcrification par l'acide borique, une seule molécule d'acide sulfurique. En outre, en partant d'un alcool, ayant un indice iodique de 100 il sera requis encore 38 parties en
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joids 1 ',,cifl.i i:;1.ì.;ri,,;,ie 'pour 100 parties en poids d'ester borique.
Il est évident qu'on pourra. employer pour la sulfonation
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une quantité de sulfonant, supérieure li celle qui u été indi- quee ci-dessus. D'autre part, l'expérience a cependant montre qu'il n'est pas toujours nécessaire d'utiliser la quantité de
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Eulfonant, théoriquement nécessaire, pour obtenir des sulfonates solubles; une quantité moindre suffit parfois déjà.
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Si l'on part d'alcools satures, on obtient par sulfonation des borosulfonates, tandis que les esters boriques des alcools non saturés sont tout d'abord sulfonés en leur combinaison non saturée, ayant pour conséquence la formation des soi-disants sémi-sulfonates. Au cas ou la sulfonation est poussée plus loin, il se formé, par suite du fait qu'un autre radical sulfonique est lié en position finale, les soi-disants sulfonates complets.
Dans les sulfonates complets des esters boriques des alcools non satures, et dans les sulfonates des esters boriques des xx
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Il oC 1 t 4 r <.jt alcools s KIDI satures, :e:::b::dIDI::5yJ;:H:EJ#OCknm;bxxù:sxJ.:xbnoJ!.xE:ExDJ;:rm: ce dernier radical sulfonique est lié au dernier atome C qui déjà été estéfifié par l'acide borique, cela sous formation probable d'un groupe borosulfonique, qui correspond aux acides borosulfoniques de structure diverse.
Les borosulfonates acides ainsi obtenus peuvent être neutralisés de façon usuelle, p. e. en faisant couler le sulfonate à basse température dans la soude caustique à 30-40% environ, ou dans un autre agent neutralisant, cette mesure pouvant être précédée de l'addition d'une petite quantité d'hydrocarbures chlorés, en vue d'une solubilité meilleure.
D'autre part, on peut d'abord ajouter de la lace aux sulfonates et les neutraliser ensuite par des solutions alcalines.
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Les borosulfonates des alcools alipbGtiques saturés et les soi-disants borosulfonates complets des alcools non saturés ainsi obtenus, de même que leurs sels, sont d'excellents agents
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de lavage, mouillants, spumescents, dispersants, émtJ.lsionnants, avivants et imprégnant, et ils peuvent être utilisés tels quels dans l'industrie textile, dans la fabrication des cuirs et celle du papier, dans des buts domestiques, dans des blanchisseries et pour le nettoyage chimique, ainsi que pour la préparation de cosmétiques.
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Les w..:ri .:?.fa7c'.t. .s, donc les esters boriques des alcools :.11 la.,tl'Llew non sutures, dans lesquels uniquement 1a combi- ;<1:.i:.>on non saturée est sulfonee, forment des composes gras a l'état soluble. Ils ne forment pas une solution claire, mais une dispersion plus ou moins épaisse, laiteuse qui peut être conservée longtemps et danslaquelle, même pendant un repos prolonge, il ne se forme pas de dépôt et qui peut être bouillie pendant longtemps sans subir aucune modification.
Dans leurs
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:;:<9.<:licct-;;jons, ces composes se comportent comme des corps gras, #:::.ii ils uont enccre 1#12roue produisant fiais ils sont encore a même ë:ï,;U 51 onner, en produisant des épuisions et des dis:p8rsions très stables, des quantités ul- t3::1Íeu:re ds CC.:.:: gras, de cires' do résines, etc., pro- priétés, qui rendent les s6mi-sulfonutes admirablement appro- pries ¯o;.ir 1'cviva,ye et pour être utilisés comme agents d' elîsir.12.e dans la filature. Dans ce dernier cas on peut encore incorporer a la dispersion de l'oléine. En outre, ces semi-
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sulfonates ont encore un pouvoir mouillant qui correspond , celui des huiles de rouge turc et un bon pouvoir spumescent, de scrte que, en vue de leur capacité dispersante mentionnée ci-dessus ils ont un bon pouvoir nettoyant.
C'est par ce fait
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que ces scmi-sulfonates peuvent être considérés de même comme expédients dans l'industrie textile
Il dépend de la matière de départ, des circonstances
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.'tan,: lesquelles on ;#.i#1.fJne, et des quantités de l'agent sulfo- rant utilisées, si les radicaux culfoniques sont lies comme ,=,rc,1.1}eS sulfoniques tels quels ou bien comme groupes d'ester su7¯-¯'cr?ic;ue, ou enfin liés partiellement sous une de ces deux formas, partiellement sous l'autre.
Dans un stade quelconque de la préparation des composés visés on peut introduire encore du chlore dans leur molécule.
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On peut effectuer cela en chlorurant p. e. l'alcool lui-même et en utilisant l'alcool chloruré comme produit de départ pour les manipulations ultérieures. On peut cependant aussi traiter par un agent chlorurant le produit d'extérification de l'alcool et du compose borique, ou sien le produit qui con- tient déjà des radicaux boriques et sulfoniques, de préférence sous forme du sulfonate neutre. Dans une certaine mesure, il. est même possible d'effectuer la chloruration et la sulfona- tion en une même opération en utilisant comme sulfonant l'acide chlorosulfonique.
Les sulfonates chlorures ainsi obtenus se différencient des produits ne contenant pas de chlore par un pouvoir mouillant accru et par une meilleure solubilité.
Exemple 1.
Dans un récipient àvide on chauffe lentement, tout d'abord- sans application du vide, à une température de 130 C environ, 250 kgs d'alcools provenant de l'huile sperme avec 22 kgs d'acide borique pulvérulent du commerce. Tendant ce chauffage il s'échappe de l'eau.
Sous application du vide, la température est alors lentement élevée jusqu'à 220 C. Dans un vide de 2 mm les alcools qui ne sont pas entrés en réaction sont éliminés com- plètement par distillation quand cette température a été atteinte. Des qu'il ne distille plus rien le contenu du réci- -oient est refroidi sous vide à 50 C. Les esters qui se sont formés ont pratiquement parlant la même couleur que la matière de départ; ce sont les esters orthoboriques des alcools de l'huile de sperme, surtout celui de l'alcool oléinique.
En vue de préparer un sulfonate complet, 100 kgs de ces esters sont sulfonés a des températures allant jusqu'à 60 c
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avec 55 krs environ d'oléum 8, 1C/J à'S0 , la température étant au di(=ut 40 C environ, pour être élevée a 50-60 C vers la fin de la sulfonation. Le sulfonate est souim à un traitement ultérieur et neutralise de façon connue.
Le produit obtenu est und pâte qui se dissout très fai lement dans l'eau chaude, en donnant une solution limpide; cette pâte pouvant être utilisée dans un milieu soit acide, soit neutre, soit alcalin ^'est un excellent agent de lavage et dispersant, en particulier pour le traitement de la laine brute et pour un grand nombre d'autres applications. exemple 2
On prépare d'abord, de la façon, indiquée dans l'exemple 1, l'ester orthoborique des alcools de l'huile de sperme.
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3n vue de préparer le semi-sulfonate de ces esters non satures, où il faudra donc sulfoner uniquement la combinaison non saturée, 100 kgs de ces esters sont sulfones, a une tem-
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géra.l;ure de 35-â C, avec 25 kgs d'acide sulfurique très con- centre, le produit obtenu étant alors neutralise de la manière usuelle.
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1,,: LI.;1:L-:J\d..: I.;tk.t..: elr;;:: e;tc:x:; crthuboriques des alcools de l'huile de ::;:ocr;:18, dans lesquels donc uniquement la combi- :;..;ixcn iici> r' ,- -1 exi; CO' ., .'''' ,'- ;;st 1>on a%.ivànt, uui pourr;;. n..:i5on .ton ,:;..c1,l est wïli'ci:e, est un bon avivant, qui pourra.
,1-:; ::3r:18 servir cornue ,,":::;nt dt n::ïlëte dans la filature. L'addi- tiun !lt.:Z.'ïn0 dans ZT4.yJi¯rliC;:.'i.70n du produit cornue aGent d'ensi- r,,,¯ ¯. d>.m5: ,,; le.. fi lat ur réalise une économie e de se1tli-sulJflona,te.
'exemple e 3
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250 krs d'alcool ostylique du commerce, qui peut être obtenu de façon connue en partant de l'huile de sperme, sont ,.ctériiiés, conformément a l'exemple 1, avec 25 legs dto.cideh"
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borique du commerce. Etant donne qu'un petit excès d'acide borique est déjà présent, occasionnant la formation de l'ester orthoborique, il suffit de chauffer l'ester a 160 C environ sous un vide de 24 mm. Des que le contenu du récipient ne bout plus, l'estérification est complète.
Il s'est alors formé l'ester orthoborique de l'alcool céthlique
En vue de leur sulfonation, on fait alors couler 100 kgs de cet ester dans 42 kgs d'acide sulfurique froid à 98% et on maintient la température de la sulfonation entre 45 et
60 c Le sulfonate est soumis a un traitement ultérieur de façon connue. On obtient un très bon agent mouillant, nettoyant et dispersant.
Exemple 4.
On estérifie, d'après l'exemple 3, 250 kgs d'alcool céthylique avec 62 kgs d'acide borique crystallisé Il se forme alors l'ester métaborique de l'alcool cétylique
100 kgs de cet ester sont, de façon connue, sulfonés à
55 C environ avec 35 kgs d'acides sulfurique concentré. Le sulfonate est neutralisé de façon habituelle.
Le produit ainsi obtenu peut être utilisé dans l'industrie textile et dans la fabrication des cuirs comme agent nettoyant, mouillant et spumescent.
Exemple 5.
100 kgs des composants des alcools de suint de laine, essentiellement saturés et exempts de cholestérine, qui se com- posent d'alcool carnaubylique, d'alcool cérylique, d'alcool lanoique et d'un peu d'alcool cetylique, sont complètement estérifiés 150 0, et sous grande vide, conformément , l'exemple 3, avec 18 kgs d'acide borique commercial. Il se pro- duit alors essentiellement lesesters méta-boriques de ces
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alcools.
100 kgs des esters obtenus sont sulfonés de façon connue, à des températures, allant de 50 à 60 c environ, avec 50 kgs d'acide sulfurique très concentre.
Etant donné que les dérives sulfones de ces esters de poids moléculaire élevé se forment difficilement et que, en outre, leur solubilité n'est pas suffisante, on introduit un fortcourant de chlore dans le mélange de sulfonation jusqu'à ce que celle-ci soit soluble dans l'eau chaude. Lors de cette opération il se dégage de l'acide chlorhydrique. L'acide chlorhydrique resté encore en solution, qui exerce une in- fluence désavantageuse, est élimine par insufflation d'un courant d'air sec. La masse est alors additionnée de glace et neutralisée de façon connue.
Il se forme des produits colorés en jaune qui se dissolvant -facilement et qui, a titre xxxxxx d'agent nettoyant et ramollissant, peuvent être utilisés a merveille dans l'industrie des cuirs.
Exemple 6.
100 kgs des alcools aliphatiques qui ont été prépares a partir des gâteaux qui son!; obtenus lors/de la préparation de l'luile de sperme, ces alcools étant composes essentielle- ment d'alcool laruinique d'alcool cetylique et d'alcool bléinique et qui ontun point de solidification de 40 cd environ, sont estérifiés d'après l'exemple 1 sous vide, avec 42 kgs d'acide aoriques du commerce.
Il se forme essentielle- sent les esters erthoboriques des alcools, ayant un point de solidification de 30 c environ.
10 kgs de ces esters sont sulfones, a une température allant de 45 à 60 C avec 40 kgs environ d'acide sulfurique
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concentré. Le sulfonate obtenu est additionné de glace et, de façon connue, soumis à un traitement ultérieur. Ce produit est un excellent expédient dans les buts les plus différents, en- visages dans l'industrie textile. Il possède un excellent pou- voir mouillant, nettoyant, dispersant et spumescent. Puis, on peut l'employer avec résultat excellent dans le ménage comnme blanchissant, et dans l'art cosmétique comme lotion et sel de bain.
Exem-ple 7.
100 legs de monochlorohexadécanol que l'on obtient par chloruration'de l'alcool cétylique, sont estérifiés, tel qu'il est indiqué dans l'exemple 3 sous un grand vide avec 23 kgs d'acide borique du commerce, opération qui fuit obtenir princi-
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palement l'ester monochl orohexa-décylmét<J.borL1.ue. Il ne reste pas d'alcool non estérifié. L'estérification une fois terminée,
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on refroidit a 30 C
100 kgs de cet ester sont sulfonés, de la manière déjà dédtrite àd 35 C avec 35 kgs environ d'acide sulfurique c onc en- tré La masse est alors additionnée de glace et neutralisée de façon connue.
Frâce à sa bonne solubilité - morne dans l'eau froide - son pouvoir mouillant excessivement élevé et à son pouvoir blanchissant très satisfaisant, le produit octenu peut être considéré comme d'excellent usage dans l'industrie textile.
Exemple 8
On estérifie de la façon, décrite dans l'exemple 3, 100 kgs de l'alcool oléinique avec 24 kgs d'acide borique, opération qui fait obtenir l'ester métaboriqeu de l'alcool oléinique.
100 kgs de cet ester sont sulfonés des températures
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de 3C-o3 C, avec 28-30 kgs environ d'un oléum Éi 5% d'3Q. Par suite du fait qu'uniquement la combinaison non saturée de 1'
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ester est sulfonée, on obtient ainsi le semi-suifonate de 1' ester borique de l'alcool oléinique Le sulfonate est neutralisé. fin de libérer la soie artificielle de son brillant indésirable et afin de lui donner en même temps un toucher souple et élastique, on la fait passer pendant une heure àtravers une
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solution chaude a 10.o du semi-sulfonate neutralis'e mentionné ci-dessus.
L'addition de cires, de gras durs, d'huiles, de com- poses de chloestérine d'acides d'acides gras, ou d'autres com- pose gras permet de réaliser un toucher sensiblement plus
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i::L1 n;' t-"n ti el.
Eem-ole ¯3::ei:1'ole On ,Jr'8)èlre tout d'abord l'ester orthoborique de l'alcool e'Jq"l' U" e"!, ")rC 'e'''--'''''le'' 5. Cn l"-"l'OcJUl..L '.lors r"'t1'" cet ester CE'i:;,'i7..aP d'après l'e;a'.i'.iple u- On introduit alors dans Cet ester um telle .,u:""1tité de c:.Zore, '.I1(; on poids ait aujmonte de 15, envirc:; lors de cette oueration il s'échappe une grande quantité d'acide chlorique. I'i.toc;action 3u chlore étant terminée, on chauffe, en insufflant un courant d'air sec, le mOl1ochloro- ine;:z..àiéc;:le-i>rthoùJ<D;<i;1;e Éi 100 o C, celui fait s'échapper l'acide Ct.l:)l'1}/(:ric:ue onC0118 c1ir:sous..
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