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工業的製法一覧

工業的製法は商品として物質を作るための製法で,

  • 無駄なく
  • 安く(効率的に)

を重視します.そのため,数100気圧にまで圧力をあげたり,数100度にまで温度を上げて,ガンガン反応させていくのが特徴です.

一方で,実験室的製法は簡単に純度の高い物質を作ることを重視する製法で,工業的製法とは目的が異なります.

この違いを意識すれば,工業的製法が「どう工業的か」が見えてくるでしょう.

工業的製法1|オストワルト法はアンモニアから硝酸へ
工業的製法2|ハーバー・ボッシュ法はルシャトリエの原理から!
工業的製法3|接触法は濃硫酸の製法!3ステップで理解しよう
工業的製法4|アンモニアソーダ法の2つのポイント
工業的製法5|クメン法は3ステップでOK

工業的製法5|クメン法は3ステップでOK

高校化学では,特に重要な工業的製法は5つあります.

そのうちの1つである[クメン法]はフェノールの製法で,主な原料はベンゼンとプロピレン\ce{CH_3-CH=CH_2}です.

なお,[クメン法]という名前ですが,クメンは途中で登場するだけであり,最終的に欲しいものはフェノールです.

[クメン法]は

ベンゼンとプロピレン\ce{CH_3-CH=CH_2}

クメン

クメンヒドロペルオキシド

フェノール

という流れでフェノールをつくります.

クメンヒドロペルオキシドなど,ややこしい名前の物質が出てきて苦手意識のある人も多いようですが,実際は単純な流れの製法で全く難しいものでありません.

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工業的製法4|アンモニアソーダ法の2つのポイント

高校化学では,特に重要な工業的製法は5つあります.

そのうちの1つである[アンモニアソーダ法]は炭酸ナトリウム\ce{Na2CO3}の製法で,主な原料は食塩\ce{NaCl}です.

なお,[アンモニアソーダ法]という名前は,アンモニア\ce{NH3}と炭酸(ソーダ)\ce{H2CO3}が登場するところからきています.

[アンモニアソーダ法]は

炭酸カルシウム\ce{CaCO3}

二酸化炭素\ce{CO2}

炭酸水素ナトリウム\ce{NaHCO3}

炭酸ナトリウム\ce{Na2CO3}

という流れで炭酸ナトリウム\ce{Na2CO3}をつくります.

ただし,単にこれだけで終わらせてしまうと,副生成物が多く,無駄が多い製法になってしまいます.

[アンモニアソーダ法]は特に重要な5つの工業的製法の中でも,多くの知識が必要で複雑です.それだけに試験でも狙われやすいので,確実に押さえたい製法です.

なお,「アンモニアソーダ法」はベルギーのエルネスト・ソルベー氏が開発した製法で,「ソルベー法」ということもあります.

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工業的製法3|接触法は濃硫酸の製法!3ステップで理解しよう

高校化学では,特に重要な工業的製法は5つあります.

そのうちの1つである[接触法]は濃硫酸の製法で,主な原料は硫黄Sです.

[接触法]は

硫黄S

二酸化硫黄\ce{SO2}

三酸化硫黄\ce{SO3}

濃硫酸

という流れで濃硫酸をつくります.

流れとしては,アンモニア\ce{NH3}をどんどん酸化させて硝酸\ce{HNO3}の製法である[オストワルト法]に似ていますね.

濃硫酸は化学のいたるところで用いられる極めて重要な物質なので,その作り方である[接触法]も理解しておきましょう.

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工業的製法2|ハーバー・ボッシュ法はルシャトリエの原理から!

高校化学では,特に重要な工業的製法は5つあります.

そのうちの1つである「ハーバー・ボッシュ法」は水素\ce{H2}と窒素\ce{N2}を化合させるだけという非常にシンプルな工業的製法ですが,実は奥が深く,最先端の研究としても扱われることがあります.

また,[ハーバー・ボッシュ法]の反応の本質には「ルシャトリエの原理」が深く関わっており,[ハーバー・ボッシュ法]を理解するためには「ルシャトリエの原理」を理解することが重要です.

この記事では,「ルシャトリエの原理」から[ハーバー・ボッシュ法]について詳しく説明しています.

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工業的製法1|オストワルト法はアンモニアから硝酸へ

高校化学では,特に重要な工業的製法は5つあります.

そのうちの1つである[オストワルト法]は硝酸\ce{HNO3}の製法で,主な原料はアンモニア\ce{NH3}です.

なお,アンモニア\ce{NH3}は[ハーバー・ボッシュ法]で作ることができるのは押さえておきたいですね.

[オストワルト法]は,

アンモニア\ce{NH3}

一酸化窒素\ce{NO}

二酸化窒素\ce{NO2}

硝酸\ce{HNO3}

という流れで硝酸\ce{HNO3}をつくります.

また,アンモニア\ce{NH3}を酸化させるときは高温にしなければならないのも,地味なポイントですが覚えておきたいところです.

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