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"Procédé pour la production d'hyposuifites"
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La présente invention est relative à un procédé pour la production d'hyposulfites par réduction cathodique de solutions contenant du bisulfite.
D'après les essais décrits dans la littérature on uti- lisait jusqu'alors pour la production d'hyposulfites par voie d'élec- trolyse des concentrations du courant allant de 0,1 ampère environ à 1,3 ampères environ par 100 cm3 de catholyte. Par le terme "concen- tration du courant" on entend le rapport entre l'intensité du courant et le volume du liquide se trouvant dans la chambre cathodique. Comme catholyte on employait généralement du bisulfite, tel que du bisul- fite alcalin ou alcalino-terreux, seul ou en mélange avec du sulfite, tel que du sulfite alcalin ou alcalino-terreux, ou avec des sels neu- tres, tel que le sel de cuisine. Mais, attendu que ces procédés ne donnaient que des résultats fort médiocres, on ne pouvait pas envisa- ger leur application sur une échelle industrielle.
Les rendements ob- tenus étaient non seulement insuffisants, mais avant tout difficile- ment reproduisables.
Conformément à la présente invention, la demanderesse a trouvé qu'on peut produire des hyposulfites par voie électrolytique avec des rendements du courant très élevés et facilement reproduisa- bles, en maintenant l'acidité du catholyte à des valeurs pH comprises entre 4,0 et 6,5, de préférence à 4,5 - 6,0, par l'application de con- centrations du courant de plus de 2 ampères par 100 cm3 de catholyte.
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De cette façon on obtient, en opérant par ailleurs dans les mêmes conditions, une solution d'hyposulfite à 14% avec un rendement du courant de 80%, en appliquant des concentrations du courant de 6 à 10 ampères par 100 cm3 et en maintenant une valeur pH de 6,1, une solution à 16% avec un rendement du courant de 90 - 93% en utilisant des valeurs pH comprises entre 5,2 et 5,6, et une solution à 12% avec un rendement du courant de 70% en utilisant une valeur pH de 4,25. Avec une acidité dont la valeur pH est au-dessous de 4,0 ou au-dessus de 6,5 on n'obtient que des solutions d'hyposulfite à faible pourcentage et de mauvais rendements du courant,
c'est-à-dire des rendements inférieurs à 50%' On ignorait jusqu'alors le rapport qui existe entre la formation de l'hyposulfite et l'acidité, ce qui ressort bien du fait qu'on a proposé, par exemple comme constituants pour le catholyte aussi bien des mélanges de 95% de bisulfite de so- dium avec 5% de sulfite de sodium que des mélanges de 95% de sulfite de sodium et 5% de bisulfite de sodium, mélanges que l'on considérait comme étant parfaitement équivalents. Il est à noter, cependant, qu'un mélange de 95% de sulfite de sodium avec 5% de bisulfite de so- dium possède une valeur pH bien au-delà de 7,0.
Un autre avantage appréciable de la présente in- vention réside dans le fait qu'il est possible et même avantageux d'effectuer l'électrolyse à des températures au-dessus de 15 C., de préférence à des températures comprises entre 25 et 50 C. Quoiqu'on ait prétendu jusqu'ici que la température ne devrait pas être dé-
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passée et que dans la littérature aussi on propose pour la mise en oeuvre d'un tel procédé des températures comprises entre 0 et 10 C., la demanderesse a trouvé que même à des températures comprises entre 40 et 50 C.
on obtient des solutions d'hyposulfite à 16-18% avec un rendement du courant de 85-90%. Du point de vue technique le procédé ne suivant l'invention présente un intérêt particulier parce qu'il né- cessite pas de refroidissement ou un faible refroidissement seule- ment qui peut être effectué par des moyens très simples, de sorte que la tension du bain est beaucoup plus faible que lors d'un re- froidissement plus forcé. En outre, la plus faible viscosité de la solution permet une agitation plus efficace de l'électrolyte.
L'acidité peut être contrôlée d'une manière quel- conque, par exemple au moyen d'une électrode de verre. Le rapport entre le SO2 et le bisulfite ou bien entre le bisulfite et le sul- fite peut aussi être établi par titration. L'acidité la plus favo- rable est réalisée par des mélanges de bisulfite avec 0 à 50% en mol de sulfite. -
La présente invention est illustrée par les exem- ples suivants qui n'ont cependant aucun caractère limitatif.
Exemple 1.
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Dans une cellule électrolytique divisée par une plaque poreuse en caoutchouc comme diaphragme en chambre anodique et cathodique et ayant comme anode une plaque en plomb et comme cathode @
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une toile constituée par des fils d'argent, on effectue l'électrolyse avec une solution de bisulfite de sodium à 16% comme catholyte et une solution de sulfite de sodium à 17% comme anolyte, à une tempé- rature de 15 C., en appliquant une densité du courant cathodique de - 5 ampères par décimètre carré et une concentration du courant de 8 ampères par 100 cm3 de catholyte. Anolyte et catholyte passent en continu à travers la cellule, l'anolyte par la chambre anodique et le catholyte par la chambre cathodique.
Pour maintenir le catholyte en agitation pendant l'électrolyse, on fait entrer par la partie in- férieure de la chambre cathodique du dioxyde de carbone, de l'hydro- gène ou de l'azote. Par l'addition de SO2 aux gaz agitateurs précités, on amène le SO2 requis au catholyte, en portant simultanément l'aci dité au degré voulu.
Maintenant, si par une admission adéquate de SO2 on confère à l'acidité une série de valeurs pH différentes, et en prenant soin de régler la vitesse du flux du catholyte de telle sorte qu'à des intervalles déterminés une quantité déterminée du catholyte quitte la cellule, on obtient: à une valeur pH de 6,8 une solution 3% et un rendement du courant de 16%, à une valeur p de 6,5 une solution à 9,2% et un rendement du courant de 60%. à une valeur pH de 5, 4 une solution à 16,5% et un rendement du courant de 91% à une valeur pH de 4,25 une solution à 12% et un rendement du courant de 70% à une valeur pH de 3,5 une solution à 5% et 'un rendement du courant de 26%.
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Les valeurs pH sont dans ce cas des valeurs établies au moyen de l'électrode de verre à une température de 0 C. Suivant l'intensité de l'agitation les valeurs varient quelque peu, de telle sorte qu'elles sont plus favorables avec une agitation plus vigou- reuse. La tension du bain varie aux différents degrés de l'acidité.
Elle est d'autant plus faible que le catholyte est plus acide.
Exemple 2.
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En portant la température du catholyte à 43 C., tout en opérant pour le reste dans les conditions indiquées à l'exemple 1, on obtient: à une valeur pH de 6,1 une solution d'hyposulfite à 15% avec un ren- dement du courant de 80%, à une valeur pH de 5,6 une solution à 16% et un rendement du courant de 90%, à une valeur pH de 4,85 une solution à 15% et un rendement du courant 'de 85%.
La tension du bain est de 10 à 15% plus faible qu'à la température de 15 C.