DE2250522B2 - Verfahren zur herstellung von oxalsaeure - Google Patents
Verfahren zur herstellung von oxalsaeureInfo
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Description
Oxalsäure und ihre Salze werden in technischem Maßstab hergestellt und für verschiedenste Zwecke
eingesetzt. So werden sie zum Beispiel in Wäschereien als Rost- und Färb-Entferner, als Hauptbestandteil in
Wassersteinentfernern für Kraftfahrzeugkühler, als ein Elektrolyt bei der anodischen Oxidation von Aluminium,
als Bleichmittel für Materialien wie Stroh, Kork, Kolophonium und Holz, als Reagentien bei der
chemischen Analyse und bei der Herstellung verschiedener chemischer Produkte verwendet.
Oxalsäure wird großtechnisch nach vier Hauptverfahren hergestellt: (I) Schmelzen von Holzabfällen mit
Alkalimetallsalzen unter Erzeugung von Natriumoxalat, (2) Oxidation von Kohlenhydraten (Zucker, Stärke oder
Cellulose) mit konzentrierter Salpetersäure in Gegenwart eines Vanadiumkatalysators, um Oxalsäure zu
erhalten, (3) Gärung von Zucker in geschlossenen Bottichen und (4) katalytische Umwandlung von
Natriumformiat in Natriumoxalat, welches in Oxalsäure übergeführt wird. Der Hauptanteil der Oxalsäureproduktion
erfolgt nach dem zuletzt genannten Verfahren, bei welchem das Natriumformiat aus Natriumhydroxid
und Kohlenmonoxid synthetisiert wird. Bei diesem Verfahren erfordert die Überführung von Formiat in
Oxalat eine genaue Kontrolle, und die gesamte Verfahrensausbeute hängt vom Erfolg dieser besonderen
Operation ab. Die Anwesenheit von Verunreinigungen, die Erwärmungsgeschwindigkeit und die Temperatur
sind dabei alles kritische Faktoren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Oxalsäure
zu schaffen. Es soll einfach und wirtschaftlich durchführbar sein und gute Ausbeuten ergeben. Das Oxalat und
die Oxalsäure sollen dabei in reiner Form anfallen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Oxalsäure durch elektrolytische Dimerisation
von Kohlendioxid, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man in eine Elektrolysezelle mit einer
porösen Membran aus Kationenaustauschermaterial zwischen Anoden- und Kathoden-Raum eine nichtwäßrige
Lösung eines Tetraalkylammoniumsalzes, dessen Alkylreste 1 bis 5 C-Atome aufweisen, als Kathodenflüssigkeit,
eine wäßrige Basen- oder Salzlösung oder die Kathodenflüssigkeit als Anodenflüssigkeit einfüllt, Kohlendioxid
in den Kathodenraum einleitet und bei einer Gleichspannung von 1 bis 50 Volt, einem Kathodenpo-
-, leiilial von —1,75 bis —3,00 Volt (gegenüber einer
gesättigten Kalomel-Bezugselektrode) und einer Stromdichte von 1 bis 250 mA/cm-' Elektrodenflächc der
Elektrodenflüssigkeit abtrennt und zur Gewinnung der Oxalsäure ansäuert.
κι Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also ein
Salz der Oxalsäure, das in Oxalsäure überführbar ist, auf elektrolytischem Wege hergestellt. Erfindungsgemäß
wird Kohlendioxid in einer Elektrolysezelle kationisch reduziert, wobei es in ein Oxalat überführt wird. Du.
elektrolytische Dimerisation von Kohlendioxid zu Oxalat wird in einer Elektrolysezelle ausgeführt, in
welcher Anoden- und Kathoden-Raum durch eine poröse Membran getrennt sind. Die Kathodenflüssigkeit
ist eine nichtwäßrige Lösung eines Tetraalkyl-, vorzugsweise Tetraäthyl oder Tetrabutyl-Ammonium-Salzes
der Perchlorsäure, der Bromwasserstoffsäure, der Jodwasserstoffsäure oder der p-Toluolsulfonsäure.
Es werden Coulombsche Ausbeuten von etwa 75% erhalten, wenn die Kathodenflüssigkeit als Anodenflüssigkeit
verwendet wird, während Ausbeuten von etwa 97% Natriumoxalat erhalten werden, wenn die Anodenflüssigkeit
eine wäßrige Kochsalzlösung ist.
Die Elektrolysezelle, die verwendet wird, kann von irgendeiner der verschiedenen bekannten Bauarten sein.
in Im allgemeinen weist die Zelle zwei Räume auf, die
durch eine poröse Membran voneinander getrennt sind, um ein Vermischen der Elektrolytflüssigkeiten zu
verhindern. Mechanische Bewegung oder Zirkulation der Kathodenflüssigkeit durch den Kaihodenraum ist
D nicht wesentlich, wird aber bevorzugt. In jedem Raum
ist eine Elektrode fest angebracht. Heizung und Kühlung sollen vorgesehen sein, um die Betriebstemperatur
innerhalb der gewünschten Grenzen halten zu können. Die Anodenkammer kann aus irgendeinem der
Materialien sein, die für Elektrolysenzeilen für die Chlorgewinnung verwendet werden, wie zum Beispiel
aus ungeliertem Stahl. Der Kathodenraum kann aus unlegiertem Stahl sein. Die Innenflächen von Anoden-
und Kathoden-Raum können mit nichtmetallischen Materialien, z. B. Polyvinylchlorid oder Polyamid, ausgekleidet
sein. Die Elektroden können aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt sein. Das Kathodenmaterial
sollte eine hohe Wasserstoff-Überspannung haben. Kathoden aus Kohlenstoff, Platin, Zinn oder Zink führen
zur Bildung eines Gases und werden nicht bevorzugt. Amalgamierte Kupfer- oder Bleikathoden sowie Kathoden
aus Quecksilber, Blei oder rostfreiem Stahl führen zu den gewünschten Ergebnissen. Wegen der Korrosionsprobleme
im Anodenraum werden inerte oder
5r, korrosionsbeständige Anoden verwendet. Im allgemeinen
werden Kohlenstoff- oder Graphit-Anoden bevorzugt.
Anoden- und Kathoden-Raum sind durch eine Membran aus Kationenaustauscherharz voneinander
bo getrennt, welche verhindert, daß sich Anodenflüssigkeit und Kathodenflüssigkeit miteinander vermischen, wobei
die Membran porös genug ist, um den Durchgang von Kationen zu gestalten.
Die Bauart der Elektrolysezelle kann sehr stark
b5 variieren. Zum Beispiel können beide Halbzellen für sich
hergestellt und miteinander verbunden werden, wobei die poröse Membran an der Verbindungsstelle eingebaut
wird. Nach einer Ausführungsform ist die Zelle ein
einziger Raum, der durch die Wand unterteilt ist, wobei
die Wand ganz oder teilweise von der porösen Membran gebildet wird. Bei einer anderen Bauart sind
die Halbzellenräume konzentrisch angeordnete Kammern
mit der porösen Membran in der Wandung der Innenkainmer.
Es müssen Vorkehrungen getroffen werden, damit gasförmiges Kohlendioxid in den Kathodenraum,
vorzugsweise in der Nähe der Kathode, eingeleitet werden kann. Ein Mittel dafür ist eine gefrittete Scheibe
oder ein Sprüher in dem Raum, um das Kohlendioxid in einer Reihenfolge von Bläschen in die Kalhodenflüssigkeit
einleiten zu können. Der Kontakt zwischen gasförmigem Kohlendioxid und Kathodenflüssigkeii
kann durch im Kathodenraum angebrachte Mischeinrichtungen verbessert werden. Ein anderes Mittel zum
Einleiten von Kohlendioxid in der. Kathodenrqum besteht darin, es in einen umlaufenden Kathodenflüssigkeitsstrom
an einem Punkt außerhalb der Zelle einzuleiten. Der umlaufende Strom ist auch ein Mittel,
um die Inhalte des Kathodenraumes miteinander zu vermischen.
Die gewünschte Umsetzung wird unter Verwendung einer Kathodenflüssigkeit, bestehend aus einem quaternären
Ammoniumsalz als Elektrolyt, gelöst in einem nichtwäßrigen Lösungsmittel, durchgeführt. Geeignete
Kathodenflüssigkeits-Lösungsmittel sind N,N-Dimethylformamid (DMF), Dimethylacetamid (DMA), Dimethylsulfoxid
(DMSO) und Hexamethylenphosphoramid (HMPA), wovon Ν,Ν-Dimethylformamid bevorzugt
wird. Der Elektrolyt wird in diesem Lösungsmittel gelöst und ist ein quaternäres Ammoniumsalz. Zu den
geeigneten Elektrolyten gehören Tetraalkylammoniumsalze mit Alkylresten mit 1 bis 5 C-Atomen, die in dem
ausgewählten Lösungsmittel löslich sind, insbesondere
Tetraalkylammoniumsalze mit Alkylresien mit 2 bis 4 C-Atomen. Bevorzugte Elektrolyse sind die Telra-•3
äthylammonium-, Tetrapropylammonium- undTetrabutylammonium-Salze
der Perchlorsäure, der Bromwasserstoffsäure, der Jodwasserstoffsäure und der p-Toluolsulfonsäure,
wovon Tetraäthylammoniuniperchlorat (TETC), Tetraäthylammoniumbromid (TÄBR), Teirabu-
Hi tylammoniumperchlorat (TBPC),Tetrabutylammoniumjodid
(TBI) und Tetraäthylammonium-p-toluolsulfonat
bevorzugt sind. Besonders bevorzugt ist das Tetraäthylammoniumperchlorat.
Obwohl ein in Oxalsäure überführbares Oxalat entsteht, wenn der gleiche Elektrolyt als Anoden- und
als Kathoden-Flüssigkeit verwendet wird, findet doch häufig Zersetzung des Elektrolyten im Anodenraum
statt, weshalb diese Ausführungsweise nicht so günstig ist. Es ist gefunden worden, daß wäßrige Salzlösungen
als Anodenflüssigkeit geeignet sind, da sie Coulombsche Ausbeuten in Höhe von 97%, Oxalat ermöglichen.
Wäßrige Lösungen von Natriumchlorid, Natriumhydroxid und Natriumbicarbonat sind mit Erfolg im
Anodenrajm eingesetzt worden. Es ist ferner gefunden
worden, daß die Natriumsalze am geeignetsten sind, da durch die Wanderung des Natriumions in den
Kathodenraum das resultierende Natriumoxalat nach seiner Entfernung aus dem Raum leicht in Oxalsäure
übergeführt wird.
jo In der nun folgenden Tabelle I sind die weiten und die
bevorzugten Bereiche der Betriebsbedingungen für die Elektrolysenzelle zusammengestellt.
Betriebsbedingungen
Weiter Bereich
Bevorzugter Bereich
Angelegte Spannung, Volt
Kathodenpotential, Volt
(gegen eine gesättigte Kalomelelektrode
als Bezugselektrode
(gegen eine gesättigte Kalomelelektrode
als Bezugselektrode
Stromdichte, mA/cm2
Temperatur, 0C
Temperatur, 0C
1 bis 50 | 5 bis 20 |
-1,75 bis -3,00 | -1,80 bis -2,30 |
1 bis 250 | 3 bis 80 |
-30 bis 150 | 20 bis 60 |
Das Verfahren kann wie folgt ausgeführt werden:
Nach Einbringen der Kathoden- und der Anodenflüssigkeit in die betieffenden Räume und Austreiben der Luft aus der Kathodenflüssigkeit mittels eines inerten Gases, zum Beispiel Stickstoff, wird Kohlendioxid durch die Kathodenflüssigkeit geblasen. Um die Dimerisation von CO2 auszulösen und Oxalat zu bilden, wird eine Spannung an die Elektioden angelegt, die einen Stromfluß auslöst, der für die Dauer des Versuches aufrechterhalten wird. Vorzugsweise wird ein magnetischer Rührer benutzt, um Bewegung im Kathodenraum aufrecht zu erhalten. Wenn eines der quaternären Ammoniumsalze als gelöster Stoff sowohl in der Anoden- als auch in der Kathodenflüssigkeit eingesetzt wird, entsteht das Oxalat als ein quartäres Ammoniumoxalat, das aus der Kathodenflüssigkeit isoliert werden kann, indem es mit Diäthyläther gefällt wird. Wenn die Anodenflüssigkeit eine wäßrige Natriumsalzlösung ist.
Nach Einbringen der Kathoden- und der Anodenflüssigkeit in die betieffenden Räume und Austreiben der Luft aus der Kathodenflüssigkeit mittels eines inerten Gases, zum Beispiel Stickstoff, wird Kohlendioxid durch die Kathodenflüssigkeit geblasen. Um die Dimerisation von CO2 auszulösen und Oxalat zu bilden, wird eine Spannung an die Elektioden angelegt, die einen Stromfluß auslöst, der für die Dauer des Versuches aufrechterhalten wird. Vorzugsweise wird ein magnetischer Rührer benutzt, um Bewegung im Kathodenraum aufrecht zu erhalten. Wenn eines der quaternären Ammoniumsalze als gelöster Stoff sowohl in der Anoden- als auch in der Kathodenflüssigkeit eingesetzt wird, entsteht das Oxalat als ein quartäres Ammoniumoxalat, das aus der Kathodenflüssigkeit isoliert werden kann, indem es mit Diäthyläther gefällt wird. Wenn die Anodenflüssigkeit eine wäßrige Natriumsalzlösung ist.
entsteht in der Kathodenflüssigkeit Natriumoxalat als
weißer Niederschlag und kann durch Filtrieren der Kathodenflüssigkeit gewonnen werden. An das Waschen
des Oxalats mit einem organischen Lösungsmittel.
wie Aceton, schließt sich das Trocknen an. Das Natriumoxalat wird häufig mit anderen Salzen, zum
Beispiel mit Natriumbicarbonat vermischt, aus der Kathodenflüssigkeit gewonnen. Von den anderen
Salzen kann das Oxalat befreit werden, indem das Salzgemisch mit einem Gemisch von wäßriger Essigsäure
und Aceton zusammengebracht wird. Aus der weißen Suspension kann das Natriumoxalat durch Filtrieren
gewonnen und mit Säure, zum Beispiel Salzsäure, angesäuert werden, um Oxalsäure und Natriumchlorid
b5 zu erzeugen. Der Zusatz von Aceton führt zur Bildung
von Natriumchlorid-Kristallen und einer Lösung von Oxalsäure in Aceton. Die Natriumchlorid-Kristalle
werden durch Filtration entfernt und das Filtrat zur
Trockne eingedampft, um die Oxalsäure zu isolieren. Eine andere Möglichkeit besieht darin, das Salzgemisch
mit Salzsäure zu vermischen und anschließend Aceton zuzugeben, wobei Oxalsäure entsteht.
Die Coulombschen Ausbeuten wurden wie folgt bestimmt:
_, · , » ι ^ ,, / » Coulombzahl · Molekulargewicht d. Oxalats
Theoret,sche Ausbeute an C2H4 = (g) = J_______
Coulornbausbeute (%) =
tatsächliche Ausbeute
theoretische Ausbeute
theoretische Ausbeute
100= 100· g Oxalatsalz im Salz ■ Gew.-% Oxalat
g theoretische Ausbeute an C2O4
g theoretische Ausbeute an C2O4
Durch die nun folgenden Beispiele wird die Erfindung noch näher veranschaulicht.
Es wurde eine Versuchsreihe gemäß der Erfindung durchgeführt, bei der eine Elektrolysezelle benutzt
wurde, weiche zwei durch eine poröse Membran aus Kationenaustauschermaterial voneinander getrennte
Räume aufwies. Der Kathodenraum war mit einer Bleielektrode einer Querschnittsfläche von 9,7 cm-,
einem Gaseinleitungsrohr und einem magnetischen Rührer versehen. Der Anodenraum war mit einer
Kohleelektrode einer Querschniitsfläche von 12 cm-' versehen. Bei dieser Versuchsreihe wurden ca. 100 ml
Kathodcnflüssigkeit und 100 mi Anodenflüssigkeit in die
entsprechenden Räume gegeben. Aus der Kathoden- m flüssigkeit wurde durch etwa 5 Minuten !anges
Hindurchleiten eines Stickstoffstroms die Luft ausgetrieben und dann Kohlendioxid in den Kathodenraum
eingeleitet. An die Elektroden wurde eine Spannung angelegt, so daß ein Strom durch die Elektrolytflüssig- j->
keilen hindurchging, der über die Dauer des Versuchs aufrechterhalten wurde. Nach Beendigung jedes Versuchs
wurde das Oxalat in Form von Tetraäthylammoniumoxalal durch Zugabe von Diäthyläther gewonnen.
Eine Versuchsreihe von 5 Einzelversuchen wurde durchgeführt, bei denen der Elektrolyt im Anoden- und
Kathodenraum der gleiche war. In den ersten 4 Versuchen war der Elektrolyt Tctraäthylammoniunipcrchlorat,
während im 5. Versuch Tctraäthylammoniumbromid eingesetzt wurde. Es wurde eine Vielzahl von
Lösungsmitteln verwendet, wobei die Erfolge unterschiedlich waren. Die Einzelheiten über die 5 Versuche,
einschließlich des jeweils verwendeten Elektrolyts, der Betriebsbedingungen und der Coulombschen Ausbeuten
an Oxalat in % sind der folgenden Tabelle Il zu entnehmen.
Die Ergebnisse zeigen, daß die geprüften Lösungsmittel
günstige Ergebnisse brachten.
In einer weiteren Versuchsreihe, die in gleicher Weise
wie in Beispiel 1 beschrieben, ausgeführt wurde, wurde eine Anzahi von Anodenflüssigkeiten geprüft. Bei den
meisten dieser Versuche war die Kathodcnflüssigkeit Tetraäthylammoniumperchlorat und Dimethylformamid
(TEPC und DMF), während in den Versuchen 12 bis 14 verschiedene Kombinationen von Kathodenflüssigkeiten
untersucht wurden. In all diesen Versuchen. Versuch 6 bis 14, bestand die Anodenflüssigkeit aus
einer wäßrigen Natriumsaizlösung, was zur Erzeugung von Natriumoxalat führte. Die Beschreibung der
Elektrolyse, der Arbeitsbedingungen und der Coulombschen Ausbeuten an Natriumoxalat in % sind in der
später folgenden Tabelle 111 zusammengestellt.
Versuch Nr. |
Kathoden- und Anoden- flüssigkeit |
Angelegte Spannung |
Temperatur max. |
Versuchs dauer |
Stromdichte | Coulomb- sche Aus beuten an (C2O4 =) |
(D | (Volt) | ("C) | (Std.) | (mA/cm2) | (%) | |
1 | 0,3-M TEPC/DMSO | 25 | 33 | 13 | 3,0 | 75,6 |
2 | 0,3-M TEPC/DMA | 20 | 35 | 6 | 4,5 | 76,6 |
3 | 0,3-M TEPC/HMPA | 30 | 31 | 6 | 2,5 | 57,9 |
4 | 0,3-M TEPC/DMF | 20 | 33 | 20 V2 | 5,0 | 73,3 |
5 | 0,27-M TEBr/DMF | 20 | 32 | 23 | 3,9 | 58,3 |
Bedeutung der Abkürzungen:
TEPC = Tetraäthylammonium-perchlorat.
DMSO = Dimethylsulfoxid.
DMA = Dimethylacetamid.
HMPA = Hexamethylphosphoramid.
DMF = Ν,Ν-Diinethylformamid.
TF.Br = Tetraäthylammoniumbromid.
M = molar.
Versuch Kathoden- und Anoden- Angelegte
Nr. flüssigkeit Spannung
(1) (Volt)
Temperatur Versuchsmax. dauer
(Std.)
Stromdichte | Coulomb sehe Aus beuten (C2O4 =) |
(mA/cm2) | (%) |
5,1 | 71,8 |
3,9 | 93,8 |
6,0 | 68,7 |
17,7 | 72,2 |
19,5 | 87,6 |
30,6 | 97,8 |
15,0 | 77,9 |
25,8 | 83,5 |
6 0,3-M TEPC/DMF 0,3 NaOH/11,0
7 0,3-M TEPC/DMF 0,3-M NaHC(VH2O
8 0,3-M TEPC/DMF NaCI/II,O gesättigte Lösung
9 0,3-M TEPC/DMF gesättigte Lösung NaCUH2O
10 0,3-M TEPC/DMF NaCl/Η,Ο gesättigte Lösung
11 0,3-M TEPC/DMF NaCI/H,0 gesättigte Lösung
12 0,2-M TEBr/DMF NaCI/11,0 gesättigte Lösung
13 0,3-M TEPC/DMA NaCI/11,0
gesättigte Lösung
14 0,3-M TEPC/DMSO gesättigte Lösung NaCI/HjO
14
12
6
12
6
I1A
21A
20,8
87,5
Die Versuche 6 bis 14 /eigen, daß höhere Ausbeuten
an Oxalat erhalten werden, wenn eine wäßrige Natriumsal/.lösung als Anodenflüssigkeit dient; es
weiden Ausbeuten in I lohe von bis zu 97.8"/» erhalten.
In einer weiteren Versuchsreihe, die in gleicher Weise
wie in Hcispiel I beschrieben durchgeführt wurde, wurde eine Anzahl von Kathoden untersucht. Obgleich
die Kathodenflüssigkcii in allen Fällen Tctraäthvlam-
Tahellc IV
moniumperchloral und Dimethylformamid war. war di
Konzentration des gelösten Stoffes entweder 0,3-n oder gesättigt. Die Anodenflüssigkeit war in aller
Versuchen eine gesättigte wäßrige Natriumehloridlö sung, während die Anode Graphit war. Die Kathode in
Versuch 19 war aus rostfreiem Stahl. Die Arbeitsbedin
gungcn. die Ergebnisse und andere Einzelheiten diese Versuchsreihe. Versuche 15 bis 20, sind in der folgcndci
Tabelle IV zusammengestellt.
Versuch Kathode Nr.
Kathodenllü.ssipkcit
H1,
Ph
Ph-llg-aiiialgam
Cu-I Ig-amalgam rostfreier Stahl
Zn
TFP(VDMF, gesättigt 0,3-M TFP(VDMF TFPCVDMF, gesättigt P(VDMF. gesättigt
P(VI)MI'. gesättigt TFP(VDMF. gesättigt
Angelegte Spannun gen |
Tempera- ratiir max. |
Vcr- suchs- tlaucr |
Strom dichte |
Coulomb sehe Aus heulen (C.-.O., ) |
(Volt) | ( C) | (SUt.) | (mA/cnr) | (%) |
IO | 29,5 | 3 | 7,9 | 83,9 |
10 | 27,5 | 4 | 9,3 | 69,4 |
IO | 27 | 5 | 8,9 | 56,2 |
IO | 30,5 | 5 | 22,5 | 70,1 |
IO | 26 | T, | 18,0 | 59,8 |
10 | 3 | 12,9 | 58,2 |
ίο
Verschiedene Electrolyte im gleichen Lösungsmittel wurden in den Versuchen 21 bis 25 untersucht, die in
gleicher Weise, wie bei Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt wurden. In allen diesen Versuchen war die
Kathode Blei, die Anode Graphit und die Anodcnfliissigkeit
eine gesättigte wäßrige Natriumchloridlösung. Arbeitsbedingungen, Ergebnisse und andere Einzelheiten
der Versuche 21 bis 25 sind in der folgenden Tabelle
V zusammengestellt.
Versuch | Kathodenflüssigkeit | Kathoden- Potential |
Versuchsdauer | Stromdichte | Coulomb- sche Aus beuten (C2O4 =) |
(Volt) | (Std.) | (mA/cm2) | (%) | ||
21 | 0,3-M TBI/DMF | -2,11 | 3 | 12,9 | 88,2 |
22 | 0,5-M TEPC/DMF | -2,12 | 3 | 12,9 | 70,2 |
23 | 0,3-M TBPC/DMF | -2,29 | 3 | 12,9 | 86,5 |
24 | 0,2-M TEBr/DMF | -2,14 | 3 | 12,9 | 76,8 |
25 | 0,3-M TEPTS/DMF | -2,13 | 3 | 12,9 | 70,4 |
Beschreibung der Abkürzungen:
TBi = Tetrabutylammoniumjodid.
TEPC = Tetraäthylammoniumperchlorat.
TBPC = Tetrabutylammoniumperchlorat.
TEBr = Tetraäthylammoniumbromid.
TEPTS = Tetraäthylammonium-(p-toluol-sulfonat).
DMF = Ν,Ν,-Dimethylformamid.
TEPC = Tetraäthylammoniumperchlorat.
TBPC = Tetrabutylammoniumperchlorat.
TEBr = Tetraäthylammoniumbromid.
TEPTS = Tetraäthylammonium-(p-toluol-sulfonat).
DMF = Ν,Ν,-Dimethylformamid.
Aus den Ergebnissen der Versuche 21 bis 25 ist zu ersehen, daß Tetrabutylammoniumsalze etwas höhere
Coulombschc Ausbeuten geben, als die Tetraäthylammoniumsalze, obwohl alle geprüften Elektrolyte gute
Ergebnisse brachten.
Wenn gewünscht, wurde das Nalriumoxalat. das sich im Kalhodenrauni wie bei den Beispielen 2 bis 4 gebildet
hat Ic, durch Absaugen der Kathodenflüssigkeit gewonnen.
Der resultierende weiße feste Rückstand wurde mit Aceton gewaschen und in einem Vakuum unter
Unterdruck getrocknet. Das getrocknete Produkt bestand aus Natriumoxalat, vermischt mit Nairiumbicarbonat.
Das Salzgemisch wurde mit einer wäßrigen Essigsäurelösung und dann mit Aceton behandelt. Nach
Abfiltrieren des weißen Niederschlages wurde Natriumoxalat erhalten, welches gesammelt und getrocknet
wurde. Das weiße Produkt wurde dann mit konzentrierter Salzsäure vermischt und die resultierende Aufschlämmung
mit Aceton behandelt und abgesaugt. Die dabei gewonnene weiße feste Substanz wurde mit
Aceton gewaschen, getrocknet und als Natriumchlorid identifiziert. Nach Eindampfen des I iltrats zur Trockne
erhielt man die Oxalsäure. Die Oxalsäureatisbeute war
quantitativ, d. h. 100%.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Oxalsäure durch elektrolytische Dimerisierung von Kohlendioxid, dadurch gekennzeichnet, daß man in eine Elektrolysezelle mit einer porösen Membran aus Kationenaustauschermaterial zwischen Anoden- und Kathoden-Raum eine nichtwäßrige Lösung eines Tetraalkylammoniumsalzes, dessen Alkylreste 1 bis 5 C-Atome aufweisen, als Kathodenflüssigkeit, eine wäßrige Basen- oder Salzlösung oder die Kathodenflüssigkeit als Anodenflüssigkeit einfüllt. Kohlendioxid in den Kathodenraum einleitet und bei einer Gleichspannung von 1 bis 50 Volt, einem Kathodenpotential von -1,75 bis -3,00VoIt (gegenüber einer gesättigten Kalomel-Bezugselektrode) und einer Stromdichte von I bis 250 mA/cm-Elektrodenfläche bei -30 bis +1500C elektrolysiert, das entstandene Oxalat aus der Elektrodenflüssigkeit abtrennt und zur Gewinnung der Oxalsäure ansäuert.
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