接触法（硫黄、濃硫酸、酸化バナジウム）重要な性質を簡単に解説！！

今回の記事では、4大工業的製法の１つ「接触法」について解説します。無機化学の分野において4大工業的製法の理解は必須であり、出題率も高いです。ここでマスターしましょう！

この記事を読んで以下のことを理解できればOKです↓↓

現段階では、理解できなくて大丈夫です。さっそく解説していきましょう！

接触法の反応式３ステップ

まずは結論。書けなくてはいけない接触法のステップはこれです↓↓

4大工業製法の中では最も単純でわかりやすい反応ステップです。酸素の数が綺麗に増加(SO₂→SO₃→SO₄)しているので覚えやすいかと思います。

4大工業製法全てに共通することですが、反応式を書けることは最低条件です。

触媒として使われるV₂O₅について大事なことはこれ↓↓

上で教えた接触法の反応式3ステップを見てみてください↓

①S＋O₂→SO₂

②２SO₂＋O₂→２SO₃（触媒：V₂O₅）

③SO₃＋H₂O→H₂SO₄

ここでわかるように、触媒については②のステップでしか書かれていません。つまり、接触法で使う触媒はV₂O₅・酸化バナジウム(v)であることは決して間違えではないが、接触法の全ての過程で触媒のV₂O₅・酸化バナジウム(v)を使うは間違いということです。

受験生全員が「接触法の反応式3ステップ」と「触媒は酸化バナジウム（ｖ）」って知っています。

そこに虚をつくように、このような問題が出題されることが稀にあります↓↓

接触法の触媒が酸化バナジウム(v)しか知らない人は、どのステップのみで触媒を利用するかわかりません。迷いが生じています。そうならないためにも、触媒を使用する場所は第2ステップと覚えておきましょう！覚えているだけで得する日がきっと来ます。

【超重要】硫黄Sが1molあれば、硫酸H₂SO₄が1molできる

接触法の中で一番重要な性質がこれです↓↓

まずはなぜこのような性質を持っているかを反応式3ステップから確認しましょう

接触法の反応式3ステップそれぞれの反応式の係数に着目してください

①１S＋O₂→１SO₂（Sが1molで、SO₂が１molできる）

②２SO₂＋O₂→２SO₃（SO₂が２molで、SO₃が２molできる）

※2molで2molできるのだから、1molで1molできる。

③１SO₃＋H₂O→１H₂SO₄　 （SO₃が1molで、H₂SO₄が１molできる ）

どのステップの反応式であっても、材料が1molで、完成品は１molできています

ということは、最初の材料Sが１molあれば、最終完成品H₂SO₄は1molできるはずです。

ごくごく当たり前の比の考えですよね。せっかくだからこの性質を活用しましょう

最初と最後だけで答えが出る＝途中の計算を大幅ショートカットできるということですので、わざわざ自分で進んで計算量を増やすことはありません。その分、計算ミスも解くのにかかる時間が増えます。接触法に限らず、理系に進んだが、数学苦手な我々は、化学になるべく数学（計算）を持ち込まない手を全力で考えましょう。

【例外】ちょっと難しい接触法

上までの説明で基本的な接触法についての理解は充分にできます。しかし、接触法にも例外があります。紹介しないで閉めるのは良くないので一応。

まずは結論。なぜ例外が出るのか、その例外はなにか↓↓

昔は、大規模工場も現在のような最先端合成（分離）装置もないので、自然の物質からどうにかして作らなくてはいけません。そこで、基本的な接触法の①のS＋O₂→SO₂の難易度が爆発的に上昇します。自然界に硫黄Sが単体のまま存在することはかなり難しいんです。ほとんどの硫黄は硫化物として存在しています。

そこで、昔の人は、硫化鉄FeS₂（黄鉄鉱）を使って接触法を行うと決めました

硫化鉄（黄鉄鉱）を使うということは①のステップが大幅に変わります。新たなステップはこれです↓↓

②、③は変わらず、①だけけっこう変わります。ここで、超重要な性質（硫黄Sが1molあれば、硫酸H₂SO₄が1molできる）が成立するかを検討する必要があります。

①４FeS₂＋11O₂→２Fe₂O₃＋８ＳＯ₂

　(FeS₂が４molで、SO₂が８molできる)

⇒(FeS₂が１molで、SO₂が２molできる)に変わってしまいました

つまり、最初の材料Sが1molあったら、最終完成品H₂SO₄は1molできる超重要性質は使うことができません。超重要性質は、最初の材料Sが1molあったら、最終完成品H₂SO₄は２molできるというルールに変えなきゃいけません。

これだけは入試問題を開いてから①の反応式がどっちかを見て判断しましょう。

②、③のステップに変化がないことが幸いで、要するに超重要性質にルール変更があったというだけです。つまり、簡単式だと1mol→1mol,複雑式だと1mol→2molって覚えておけばいいのです。

知っているだけで、反応式も実質書かなくても完成品（H₂SO₄）の計算ができます。

他の４大工業的製法はこちらから確認してください↓↓

・オストワルト法の反応・まとめ式の覚え方（白金、硝酸、アンモニア）

・アンモニアソーダ法の目的（炭酸ナトリウム）・順番・覚え方とは？

・【高校化学】ハーバーボッシュ法（鉄系触媒×高温×高圧）を解説！

以上です。あなたの化学がより理解できるものなると願って…

誤りがあれば、コメント指摘していただけると幸いです。修正します。