Annen avdeling PROTOKOLL Annen avdelings ... - Patentstyret

Annen avd. sak nr. 7927 87
ligning 1–3 angitt ovenfor og hva de forteller hvordan CaCO 3 (s) vil respondere både på den
surgjøring og økning av vannfasens innhold av karbonatets anioner (utløsing av
fellesioneeffekten) som CO 2 -tilsatsen gir.
Det relevante her er at E2 omtalersammenligningsforsøk hvor man 1) starter med en
papirmasse surgjort med bruk av mineralsyre og deretter tilsetter fast karbonat, og 2) forsøk
hvor man starter med en papirmasse surgjort med bruk av CO 2 og deretter tilsettes fast
karbonat. I tilfelle 1) observeres det at papirmassens pH stiger til pH = 7,8 til 9,0, og i tilfelle
2) observeres det at pH i papirmassen stiger ikke så høyt som ved bruk av mineralsyre, da får
man en pH i området 6,2 til 7,2.
Som redegjort ovenfor, betyr disse resultat at CO 2 -tilsats til en papirmasse kan redusere
oppløsningsgraden av karbonatet i papirmasser med moderat sur pH med minst en tierpotens.
Som vist ovenfor følger dette underforstått fra fagets allmenne kunnskap at man direkte og
utvetydig kan konkludere med at dette skyldes fellesioneeffekten; CO 2 gir en økning av
løsningens innhold av karbonatets anioner og motvirker derfor effekten som syre normalt har
på karbonatets løselighet. E2 forteller fagmannen at ved pH 6–7 er fellesioneffekten fra CO 2 -
tilsats sterk nok til å medføre en vesentlig reduksjon av oppløsningshastigheten til
kalsiumkarbonat i papirmasser. Du kan surgjøre papirmassen til disse pH-nivåer med tilsats
av CO 2 og oppnå en langt lavere oppløsning av karbonatet enn hva man gjør uten tilsats av
CO 2 .
Med E6 som utgangspunkt
Her argumenterer patenthaver med at det er feil å betrakte utfelling av kalsiumkarbonat som
likeverdig med å redusere oppløsningen av karbonatet. I følge patenthaver er det ‖to helt
forskjellige saker å felle ut et salt, og å redusere oppløsningen av et salt.‖. Dette er en
feilaktig forståelse av kjemisk likevekts- og reaksjonslære.
Ligning 1 gitt ovenfor viser likevekten for kalsiumkarbonat i vann, og er summen av to
delreaksjoner:
(1a)
(1b)
CaCO 3 (s) → Ca 2+ (aq) + CO 3 2- (aq)
Ca 2+ (aq) + CO 3 2- (aq) → CaCO 3 (s)
Ligning 1a viser oppløsning av fast kalsiumkarbonat og ligning 1b viser den motsatte rettede
reaksjonen, dvs. utfelling av fast kalsiumkarbonat. Fra Størker Moes angivelse av hva en
fagmann i papirkjemi skal kunne av kjemisk likevekts- og reaksjonslære, finner vi at
hastigheten til henholdsvis reaksjon 1a og 1b kan angis som:
(5) r 1 = k 1 [CaCO 3 ] m
(6) r 2 = k 2 [Ca 2+ ] o [CO 3 2- ] p
Og at nettohastigheten for begge reaksjoner er:
(7) r = d[Ca 2+ ]/dt = r 1 - r 2 = k 1 [CaCO 3 ] m - k 2 [Ca 2+ ] o [CO 3 2- ] p
Ved likevekt er mengdene av karbonatets kation og anioner konstant, dvs. da endres ikke
mengdene av komponentene i ligning 1. Detter betyr at det dannes og løses akkurat like mye
karbonat; r = 0 => r 1 = r 2.
Dersom man endrer denne likevekt slik at man reduserer løseligheten til karbonatet, ser man
fra ligning 1a og 1b at dette kan kun oppnås ved at hastigheten til reaksjon 1b blir større enn
hastigheten til reaksjon 1a. Dvs. mengden fast karbonat som løses per tidsenhet må være
mindre enn mengden fast karbonat som felles ut per tidsenhet. Ergo blir det å styre en likevekt
for et salt i vann slik at man reduseres løseligheten til saltet, akkurat det samme som å sørge
for at man får en netto utfelling i systemet. Man må i begge tilfeller sørge for at r 2 > r 1 . Det å