## 概要

アンモニアを、白金を触媒として高温中で空気中の酸素と反応させ、できた**一酸化窒素**を空気中で酸化させ**二酸化窒素**としたのち、温水と反応させることで硝酸（$\mathrm{HNO_3}$）が得られる。

この硝酸の工業的製法を**オストワルト**法という。

全体をまとめた反応式は以下の通り。

$$\mathrm{NH_3+2O_2 \rightarrow HNO_3 + H_2O}$$

## 詳細

では、オストワルト法の**反応の流れと反応式**をしっかり押さえよう。上の概要にもある通り、次の $3$ ステップで進んでいく。

① アンモニアを、白金を触媒として高温中で空気中の酸素と反応させ、**一酸化窒素**ができる。

$$\mathrm{4NH_3+5O_2 \rightarrow 4NO + 6H_2O} \ \cdots(1)$$  

※ この係数はよく問われるので、反応物と生成物を押さえて、いつでも係数比較で作れるようにしておこう。

※ 空気が不足したり、触媒を使用しなかったりすると、下の副反応が起こってしまい効率が落ちてしまう。

$$\mathrm{4NH_3+3O_2 \rightarrow 2N_2 + 6H_2O} \ \cdots \text{NG}$$ 

② 一酸化窒素を空気中で酸化させ**二酸化窒素**ができる。

$$\mathrm{2NO +O_2 \rightarrow 2NO_2} \ \cdots(2)$$  

③ 二酸化窒素を温水と反応させることで**硝酸**が得られる。

$$\mathrm{3NO_2+H_2O \rightarrow 2HNO_3 + NO} \ \cdots(3)$$  

以上①〜③の反応式をまとめると、

$$\mathrm{NH_3+2O_2 \rightarrow HNO_3 + H_2O}$$  

を得る。

※ このオストワルト法の反応式は頻出なので、**作り方も結論も押さえておこう**。作り方としては、**途中で生成される $\mathrm{NO}$ や $\mathrm{NO_2}$ を消去する**ために、$\left((1)+(2)\times 3+(3)\times 2\right)\times \dfrac{1}{4}$ と式変形すると出てくる。実際に一度自分で計算しておこう。

### 補足

ややこしいので、他の工業的製法の名称もまとめて押さえておこう。

- **[ハーバー・ボッシュ法](https://okke.app/words/p/UMxSbPeRi8bRh)**：**アンモニア**の工業的製法
- **オストワルト法**：**硝酸**の工業的製法
- **[接触法](https://okke.app/words/p/F3DyGUZrVFS0C)**：**硫酸**の工業的製法
- **[ソルベー法](https://okke.app/words/p/arR9hTvwjYQUZ)**（アンモニアソーダ法）：**炭酸ナトリウム**の工業的製法

また、触媒についてもおまけでまとめておく。代表的な触媒は覚えておくしかない。

- **白金**（$\mathrm{Pt}$）：今回のオストワルト法での、アンモニア（$\mathrm{NH_3}$）→ 一酸化窒素（$\mathrm{NO_2}$）の反応の触媒
- **四酸化三鉄**（$\mathrm{Fe_3O_4}$）：[ハーバー・ボッシュ法](https://okke.app/words/p/UMxSbPeRi8bRh)での、窒素と水素 → アンモニア（$\mathrm{NH_3}$）の反応の触媒
- **酸化バナジウム**（$\mathrm{V}$）（$\mathrm{V_2O_5}$）：[接触法](https://okke.app/words/p/F3DyGUZrVFS0C)での、二酸化硫黄（$\mathrm{SO_2}$）→ 三酸化硫黄（$\mathrm{SO_3}$）の反応の触媒
- **酸化マンガン**（$\mathrm{IV}$）（$\mathrm{MnO_2}$）：酸素の製法での、過酸化水素（$\mathrm{H_2O_2}$）→ 酸素（$\mathrm{O_2}$）の反応の触媒



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