Mit der Membrantechnik gelingt auch das Recycling komplizierter Ionengemische. Die Regeneration von Chromschwefelsäure ist hierfür ein Beispiel.

Chromschwefelsäure ist ein ätzendes, giftiges, stark oxidierend wirkendes Gemisch, das aus Kalium- bzw. Natriumdichromat und konzentrierter Schwefelsäure hergestellt wird. Trotz ihrer Gefährlichkeit wird sie auch heute noch vielfach als Reinigungsmittel für Glasgeräte in der Industrie verwendet, denn sie eignet sich hervorragend zur Oxidation fast aller organischen Verunreinigungen. Das dabei wirksame Oxidationsmittel ist das rote Chromtrioxid (CrO₃). Es wird hierbei zum Chrom(III)-Ion reduziert, weshalb alte und verbrauchte Chromschwefelsäurebäder nicht mehr rotbraun, sondern grün aussehen. Neben Chrom(III)-Ionen sind dann aber zumeist auch noch andere Schwermetall-Ionen enthalten. Eine Regeneration muss daher zwei Aufgaben erfüllen:
1. Chrom(III) muss zu Chrom(VI) oxidiert werden.
2. Andere Schwermetall-Ionen müssen abgetrennt werden.

Beides erreicht man mit Hilfe einer Kationenaustauscher-Membran. In einem Versuch lässt sich das leicht mit einem schwefelsauren Gemisch aus Chrom(III)-Ionen und Kupfer(II)-Ionen zeigen (-> Versuch). Die Mischung soll ein Modell für eine verbrauchte Chromschwefelsäure sein. Die dabei ablaufenden elektrochemischen Vorgänge sind in der folgenden Abbildung dargestellt. Da nicht oxidierende Chrom(III)-Ionen ebenfalls die Membran passieren, wird in der Technik die Regeneration mit der Lösung des Kathodenraums wiederholt.

Regeneration von Chromschwefelsäure

Quelle: [2]

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Literatur