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Basizität Abstumpfen Basischmachen von Chromverbindungen einschl. Rechenbeispiele und Beispielrezeptur

Der Begriff der Basizität von Chromverbindungen:

Erfahrungsgemäß genügt es nicht, diese Chromsalze, wie Chromchlorid-CrCl3,

und Chromsulfat-Cr2(S04)3 einfach auf die Blößen einwirken zu lassen. Sie zeigen hierbei fast keine gerbenden Eigenschaften bzw. nur geringe Gerbwirkung.

Um die nun benötigte Adstringenz dieser Chromgerbsalze zur Haut zu erreichen bzw. zu erhöhen, d. h. also eine ausreichende Gerbwirkung zu erhalten, müssen diesen Alkalien zugesetzt werden. In der Praxis werden hierzu z.B. Soda oder Natriumbikarbonat verwendet. Dieses Zugeben von Alkali nennt man Abstumpfen oder Basischmachen. Die dadurch entstehenden komplexen basischen Chromverbindungen besitzen gerbende Wirkung, die mit steigendem Basischmachen zunimmt.

Erfahrungsgemäß beruht die Gerbwirkung von Chromsalzen darauf, dass sich während des Gerbvorganges Bindungen zwischen dem Chrom mit den Feinbausteinen der Haut, den Eiweißmolekülen, aufbauen. Die Stärke dieser Bindungen ist abhängig von den basisch wirkenden Gruppen des Chromgerbsalzes, den Hydroxyl- oder 0H- Gruppen.

Vergrößert man die Anzahl der OH-Gruppen, um so basischer wird die Chromgerbstofflösung mit der Folge, dass eine Vergrößerung der Einzelteilchen erfolgt, die sich dann als Intensivierung der Gerbwirkung erweist. Die Anzahl der eingeführten OH-Gruppen dient also als Maßstab für die eigentliche Gerbwirkung. Setzt man z. B. einer Chromsulfatlösung vorsichtig steigende Mengen von Lauge zu, so tritt in der ursprünglich klaren Chromlösung allmählich eine zunehmende Trübung auf, bis schließlich bei weiterer Zugabe des Alkalis das Chrom in Form von Chromhydroxid ausfällt. In dieser Lösung haben sich zunächst basische Salze gebildet, indem die an Chrom gebundenen SO4 (= Schwefelsäurereste) durch die OH-Gruppe ersetzt wurden, zuletzt ist Chromhydroxid entstanden.

Bei stetiger Zugabe von Alkali verläuft der Übergang von Chromsulfat über die basischen Salze zum Chromoxydgehalt in folgender Weise:

  1. Cr2(SO4)3
  2. Cr2(OH)2(SO4)2
  3. Cr2(OH)4SO4
  4. Cr(OH)3

Durch Zusatz bestimmter Mengen von Alkali entstehen also basische Chromsalze. Je nachdem, ob zur Chromlösung kleinere oder größere Mengen Alkali zugegeben werden, spricht man von schwach basischen oder stark basischen Chromsalzen bzw. von einer niedrigen oder hohen Basizität.

Nach K. Schorlemmer wird die Basizität eines Chromsalzes oder einer Chrombrühe als das Prozentverhältnis der an Chrom gebundenen OH-Valenzen zu den Gesamtvalenzen des Chroms definiert. Sie ist also ein Maß für die Menge an OH-Gruppen, die in einem Salz oder einer Lösung an Chrom gebunden ist.

Der Grad der Basizität ist ein wichtiges Charakteristikum, denn der Anteil des durch Alkali basisch gemachten Chroms ist ausschlaggebend für die Gerbwirkung einer Chromlösung. Man gibt diesen Anteil als Basizitätsgrad der Chrombrühe in Prozent des Gesamtchroms an.

So bezeichnet Schorlemmer die klare ursprüngliche Chromsalzlösung ohne Laugenzusatz als 0 % basisch und den Zustand der Lösung, in der das Chromhydroxyd mit entsprechender Laugenmenge ausgefällt ist, als 100 % basisch. Bei Zugabe nur einer Drittel-Laugenmenge von der, die zur vollständigen Ausfällung des Chroms erforderlich wäre, erhält man eine 33,3 % basische Chrombrühe.

Nach einer von der seinerzeitigen deutschen Versuchsanstalt und Fachschule für Lederindustrie in Freiberg/Sachsen festgelegten Bezeichnung wird das Basizitätsmaß der Chromsalze statt in Prozent in Zwölfteln, also von 0/12 - 12/12 angegeben. So ergibt der Zustand einer Chromlösung nach entsprechend dosiertem Zusatz von Alkali in den verschiedenen Stadien nachstehendes Vergleichs-Basizitätsverhalten:

Basizität: nach FreibergBasizität: nach Schorlemmer
CrCl3 normal0 / 120 %
Cr(OH)Cl2 1/3 basisch4 / 1233 1/3 %
Cr(OH)2Cl 2/3 basisch8 / 1266 2/3 %
Cr(OH)3 ausgefällt12 / 12100 %

Die basischen Chromsalze sind also als die eigentlichen gerbend wirkenden Chromverbindungen anzusprechen, wobei den Chromlösungen bei der Basizität 0 % sowie dem ausgefallenen Chromhydroxyd bei der Basizität 100 % keine Gerbwirkung zukommt. Die gerberische Wirksamkeit des dazwischenliegenden Chromlösungszustandes ist entsprechend dem Basizitätsgrad eine unterschiedliche; sie steigert sich mit ihrer Basizität. Für die Herstellung der zur Gerbung benötigten basischen Chrombrühen muss der Gerber die entsprechende zuzusetzende Alkalimenge berechnen und ihre Zugabe so steuern, dass die entstehende Gerblösung keine Ausflockungen aufweist. In der normalen Chromlösung ist das Salz in außerordentlich kleinen Teilen im Wasser gelöst. Mit zunehmender Basizität vergrößert sich die Teilchengröße, indem sich mehrere Chromkomplexe zu größeren Teilchen zusammenfinden.

Auch bei dem Gerbverfahren mit Chromsalzen ist die goldene Gerberregel zu beachten. Um eine Übergerbung der Außenschichten der Blößen zu vermeiden und eine gleichmäßige Durchdringung der Haut zu erreichen, muss stets in niedrig basischen Brühen mit schwach adstringenten, kleinen Chromkomplexen angegerbt und unter langsamer Steigerung des Basizitätsgrades in hochbasischen starken Brühen ausgegerbt werden. Dadurch wird eine hohe Adstringenz und ein gutes Abbinden des Chromgerbstoffes erreicht.

Basizitätserhöhung / Basicity increasing

Aufbau der Berechnungsformel

Berechnungsformel zur direkten Berechnung der benötigten Menge an Abstumpfmittel


(x - a) x g oder % Cr2O3 x Faktor = g oder % Abstumpfmittel

Gewünschte Basizität - Anfangsbasizität x g oder % Chromoxid Cr2O3 x Faktor gemäß gewünschten Abstumpfmittel
= g oder % gewünschtes Abstumpfmittel

Schnellberechnungsmethode für die Abstumpfmittelmenge in der Chromgerbung



Faktoren zur Basizitätserhöhung

Formel Abstumpfmittel Faktor
Na2CO3 Soda (Natriumcarbonat)
Soda ash
= 0,02092
NaHCO3 Natriumbikarbonat
sodium bicarbonate
= 0,03316
MgO Magnesiumoxid
magnesium oxid
= 0,00796

Beispielberechnung

Beispielberechnung - Rechenbeispiel für das Abstumpfen mit verschiedenen Abstumpfmitteln unter Nutzung der Faktoren



Rechenbeispiele zur Basizitätserhöhung einer „Standard - Chromgerbung“


100 % Gesamtangebot = 6,5 % Chromgerbstoff (z.B. Chromosal B als Produkt)
26 % Chromoxid (bekannter Chromoxidgehalt (Cr2O3) des Produktes = x % Chromoxid (Cr2O3) im Angebot

Berechnung:
26 % x 6,5 % : 100 % = 1,69 % Chromoxid (Cr2O3 Angebot)

(66 % - 33 %) x 1,69 % Cr2O3 x 0,02092 Faktor Na2Co3 = 1,17 % Soda

(66 % - 33 %) x 1,69 % Cr2O3 x 0,03316 Faktor NaHCO3 = 1,9 % Natriumbikarbonat

(66 % - 33 %) x 1,69 % Cr2O3 x 0,00796 Faktor MgO = 0,44 % Magnesiumoxid

Einfache Berechnung der Abstumpfmittelmenge in der Chromgerbung



Beispiel einer Chromgerbrezeptur mit verschiedenen Abstumpfmittel

Prozessbezeichnung Menge in % Produkt °C Zeit pH-Wert Bemerkungen
Anfangs-pH-Wert vor dem Pickel = End-pH-Wert nach Entkälkung und Beize (hier im Beispiel pH 8)
pH 8,0
Pickel 80% Wasser 20°C
60 g/l NaCl
Kochsalz
15 Minuten Liter = Flottenmenge + Restflotte im Fass
+ Wassergehalt der Haut (ca. 60%)

Soll ° Bé = 6° Bé (Baumé)
1,2 % HCOOH
Ameisensäure
30 Minuten 1 : 5 mit Wasser verdünnen
= 4 Teile Wasser vorlegen und 1 Teil HCOOH einrühren
Achtung: Schutzbrille, Handschuhe, Schürze
0,35 % H2SO4
Schwefelsäure
120 Minuten pH 2,8-3,0 1 : 10 mit Wasser verdünnen
= 9 Teile Wasser vorlegen und 1 Teil H2SO4 einrühren
Achtung: Schutzbrille, Handschuhe, Schürze
Chromgerbung
6,5 % Chromgerbstoff
(z.B. Chromosal B)
240 Minuten ungelöst zugeben in Pulverform
100 % Wasser 40°C 60 Minuten
Abstumpfen
entweder mit
1,17 % Na2CO3
Soda / Natriumcarbonat
240 Minuten pH 3,8-4,0 tropfenweise oder in 6 - 8 Raten
bis pH 3,8 - 4,0
oder
1,9 % NaHCO3
Natriumbikarbonat
240 Minuten pH 3,8-4,0 tropfenweise oder in 6 - 8 Raten
bis pH 3,8 - 4,0
oder
0,44 % MgO

Magnesiumoxid
240 Minuten pH 3,8-4,0 ungelöst zugeben
bis pH 3,8 - 4,0


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lederherstellung/gerbung/basizitaet_abstumpfen_basischmachen_von_chromverbindungen.txt · Zuletzt geändert: 2019/06/01 12:55 von admin