Verfahren zur technischen Herstellung der Oxalsäure

Experimente
Versuch: Herstellung von Oxalsäure aus Natriumformiat


Hierzu gibt es verschiedene Verfahren, von denen einige keine Rolle mehr spielen. Sie sind aber insgesamt lehrreich und zeigen, welche Phantasie Chemiker entwickeln können, um eine so vergleichsweise einfache Substanz wie Oxalsäure herzustellen.


Oxidation von Kohlenhydraten
Schon Scheele erhielt Oxalsäure unter anderem als Oxidationsprodukt von Saccharose.

C12H22O11 + 18 [O] ———> 6 (COOH)2 + 5 H2O

Auch Glucose und Stärke dienen als Ausgangsstoffe. Oxidationsmittel ist konzentrierte Salpetersäure bei 70 °C.

C6H12O6 + 6 HNO3 ———> 3 (COOH)2 + 6 NO + 6 H2O

Am besten verläuft die Reaktion mit einem Katalysator wie Vanadium-Pentoxid und/oder Eisen. Das Stickoxid dient zur erneuten Darstellung von Salpetersäure.

Ein anderes Verfahren zur Gewinnung von Oxalsäure ging von Cellulose aus. Man unterwarf dazu Sägespäne einer oxidierenden Alkalischmelze. Dieses Verfahren ergab nur geringe Ausbeuten; außerdem ist der Abwasseranfall sehr hoch.


Thermische Dehydrierung von Natriumformiat
Heutzutage wird Oxalsäure durch rasches Erhitzen von Natriumformiat in Gegenwart von Soda oder Ätznatron auf 360 °C hergestellt.

1 Herstellung von Natriumformiat (Druck):

NaOH + CO ———> HCOONa

2 Thermische Dehydrierung von Natriumformiat (360 °C):

2 HCOONa ———> (COONa)2 + H2

Das erhaltene Natriumoxalat wird mit Calciumhydroxid in das schwerlösliche Calciumoxalat überführt, aus welchem die Oxalsäure mit Schwefelsäure freigesetzt wird.


Nebenprodukt bei der mikrobiologischen Citronensäureherstellung
Dabei fallen beträchtliche Mengen an Oxalsäure an. Hierzu haben wir eine eigene Webseite.


Herstellung aus Dicyan
Wöhler stellte die Oxalsäure bereits 1824 durch saure Hydrolyse aus Dicyan (CN)2 her.

(CN)2 + 4 H2O ———> (COOH)2 + 2 NH3


Oxidation von Ethylenglykol
Ethylenglykol wird in einer Reaktionsmischung aus HNO3, NO2 und Sauerstoff bei 80 °C und einem Druck von 3-10 bar in Gegenwart von Vanadiumoxid und Eisen oxidiert.

(CH2OH)2 + 4 [O] ———> (COOH)2 + 2 H2O

Bedenkt man, dass Ethylenglykol aus Ethen, einem Abfallprodukt der Petrolchemie hergestellt wird, so ist die Oxalsäure letztlich ein Koppelprodukt der Erdölindustrie. Ein anderer Syntheseweg für Oxalsäure geht von Propen aus, für das das Gleiche gilt.


Carbonylierung von Butanol
Man kann Oxalsäure auch aus Kohlenstoffmonoxid herstellen. Hierzu pumpt man CO in Butanol. Unter Zusatz von Palladium/Aktivkohle sowie Salpetersäure bildet sich in einer komplizierten Reaktion zunächst der Oxalsäure-butylester, der anschließend im sauren Milieu gespalten wird.


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Letzte Überarbeitung: 25. Juni 2007, Dagmar Wiechoczek