接触法の解説！濃硫酸の工業的製法

今回は硫酸の工業的製法である接触法の解説です。

接触法は工業的製法の中では比較的単純ですが、
全くの丸暗記をしていると足をすくわれてしまいます。

この記事では、
接触法の仕組みや反応式の作り方はもちろん、
接触法が作られる歴史も紹介します。

軽い読み物感覚で読んでもらえればと思います。

接触法とは

「接触法」とは、工業的に硫酸を大量生産する方法です。

錬金術の時代、
「金属を溶かす液体」として硫酸が発見されます。

硫酸の金属を溶かす性質を使えば、
不純物の混ざった銀や金を純度の高い状態にできます。

この性質から、硫酸は錬金術の時代から重宝されてきました。

このことから、
より効率的に硫酸を作る技術が長年研究されてきたのです。

そんな研究の中で発見された大量生産の方法が、
硫黄を燃やすことでできるSO₂を触媒のV₂O₅に「接触」させてSO₃を作る接触法。

「なんでV₂O₅なんてものを使うんだ？」
と疑問に思う人も多いと思いますが、
この触媒が見つかったことこそが接触法のキモなのです。

V₂O₅を用いる接触法が発明されたのが1915年。

長年の研究の末見つかったこの製法が、
100年以上経った現代でも利用されています。

接触法の流れ

接触法の大きな流れは、

①硫黄Sなどを燃やしてSO₂を作る
②V₂O₅触媒によってSO₂をSO₃にする
③既存の濃硫酸にSO₃を溶かす
④希硫酸を混ぜ合わせる

です。

各段階に分けて見ていきましょう。

①硫黄Sなどを燃やしてSO₂を作る

まずは硫黄を燃焼させて、SO₂を作りましょう。

②V₂O₅触媒によってSO₂をSO₃にする

ここが接触法のキモの部分です。

V₂O₅触媒にSO₂を「接触」させます。

③既存の濃硫酸にSO₃を溶かす

SO₃を水に解かせば硫酸は作れますが、
その反応はあまりに激しく、溶液が飛び散ります。

そこで一旦濃硫酸に吸収させて、
それに希硫酸を混ぜることで水と反応させます。

④希硫酸を混ぜ合わせる

発煙硫酸に対して希硫酸を混ぜて硫酸をつくります。
発煙硫酸内のSO₃と希硫酸内のH₂Oが反応して、

まとめ

今回は接触法の説明でした。

接触法は、

①硫黄Sなどを燃やしてSO₂を作る
②V₂O₅触媒によってSO₂をSO₃にする
③既存の濃硫酸にSO₃を溶かす
④希硫酸を混ぜ合わせる

によって、

と変化させる方法です。

触媒のV₂O₅は長年の研究で発見されたもので、
基本的には覚えるしかないです。

時々他の工業的製法と見比べて、
思い出してみましょう。