接觸法（五氧化二釩催化）

硫酸有時被稱為「化學品之王」，一個國家的硫酸產量曾被用作衡量其工業實力的粗略指標，因為製造化肥、洗滌劑、染料、電池以及無數其他東西都需要這種酸。接觸法是製造全世界幾乎所有硫酸的工業方法，其核心是一種多相催化劑——五氧化二釩（V2O5）——它完成其中一個頑固而關鍵的步驟。

這個過程有三部分。第一，硫（或硫化物礦）在空氣中燃燒生成二氧化硫：S 加 O2 生成 SO2。第二，是那個困難的步驟，二氧化硫被進一步氧化成三氧化硫：2 SO2 加 O2 生成 2 SO3。這個反應在熱力學上是有利的，但沒有幫助時慢得絕望，而這正是五氧化二釩催化劑名副其實之處——氣體與固體催化劑相接觸（「接觸法」由此得名）。催化劑靠一個氧化還原往返來工作：V2O5 把一個氧交給 SO2（生成 SO3），自己被還原成 V2O4（釩從 +5 變為 +4），然後空氣中的氧又把釩重新氧化回 V2O5，循環往復。條件是一個精心拿捏的折中：氧化是放熱的，所以按勒夏特列原理，低溫有利於生成更多 SO3，但溫度太低速率又無望，於是在約 450 攝氏度、不高的壓力下配上催化劑，既給出快速的反應，又仍保持高產率。第三，SO3 被吸收（不是直接吸進水裡——那會產生危險的酸霧——而是吸進濃硫酸生成發煙硫酸，再稀釋）以得到最終的酸。

接觸法作為工業多相催化的教科書案例而重要，在這裡催化劑、熱力學和工程必須一起平衡。它展示了許多氧化物催化劑賴以工作的氧化還原機理——金屬在兩個氧化態之間循環，搬運氧。它也展示了平衡在現實世界中的編排：溫度的選擇，既不是單為最大化產率，也不是單為最快速度，而是為了賺錢——接受略低的平衡產率，換取一個可行的速率，並常常讓氣體分級通過催化劑、級間冷卻。一個誠實的提醒：工業轉化器裡的 V2O5 在運行條件下其實是以釩鹽熔融薄膜的形式存在於固體載體上的，所以這個深受喜愛的教科書例子，比那個簡單的固體圖像要複雜、凌亂得多。