こんにちは！Hirokiです。
手元に10円玉はありますか？
By Bank of Japan - 自ら撮影, パブリック・ドメイン, Link
それぞれの10円玉で製造年が違いますね。
手元にある10円玉で最も古い製造年は何年ですか？一方で、最も新しいのは何年ですか？
古いものと新しいものでは、見た目が全く違いますね。
新しいものは光沢があるのに対して、古いものはくすんでいて、黒味を帯びています。
これこそが、この記事で学習する、“銅の酸化”の化学変化です。
鉄と硫黄の化学変化で学習した“化合”って覚えていますか？
化合とは、2つ以上の物質がくっついて、全く異なる1つの物質になる化学変化のこと。
酸化も化合の一種で、酸素と化合することを酸化と言います。
この記事では、銅の酸化について学習していきましょう。
①酸化銅ってどんなん？
銅はわかりますよね？ 10円玉には微量の銅が使われています。銅はこんな感じ！
By Native_Copper_Macro_Digon3.jpg: “Jonathan Zander (Digon3)" derivative work: Materialscientist (talk) - Native_Copper_Macro_Digon3.jpg, CC 表示-継承 3.0, Link
金属の一種なので、キラキラ光って、光沢がありますね。
また、色は赤かっ色(せきかっしょく)です。
また、銅はまた、電気を通しやすいという性質があります。
なので、電化製品の導線に使われています。
By
一方で、古い10円玉は、光沢がなく、黒くなっていますね。
実は、空気中の酸素と反応して、銅が化学変化を起こしているので、色が変わってしまうのです。
この黒い物質が”酸化銅”です。
②【実験】銅の酸化の実験
銅の酸化は以下の器具を用いて行います。
実験で使用する、”三脚(さんきゃく)”や”三角架(さんかくか)”はたまに問題で聞かれるのでおぼえておきましょう。
実験上の注意
銅を加熱している間は、よくかき混ぜる。
⇒(理由)空気中の酸素と銅を完全に反応させるため。
③【解説】銅が酸化すると何になるの？
銅を完全に反応させるために、よくかき混ぜながら実験を行ったところ、赤かっ色の銅を加熱すると、加熱した部分が黒色に変化した。加熱するのは、空気中の酸素と反応するということなので、
銅を加熱すると、空気中の酸素と反応し、黒色の物質になることがわかりました。
銅 ＋ 酸素 → 黒色の物質
〇黒色の物質
加熱する前の“銅”には光沢があったが、黒色の物質には光沢がない。
また、電気を通さないこともわかった。
つまり、これは“金属ではない”ということがわかる。
したがって、銅を加熱してできた黒い物質は、“酸化銅”である。また、酸化銅の性質は、加熱前の銅の性質は全くことなるものであることがわかった。
酸化銅はこちら！
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※補足
銅の化学式はCuであり、酸素はO2である。この銅と酸素が反応するので、なんとなく酸化銅(CuO)ができると予想できる。
銅の加熱前と加熱後の性質をまとめると以下のようになります。
| 反応前 | 反応後 | |
|---|---|---|
| 物質 | 銅 | 酸化銅 |
| 色 | 赤かっ色 | 黒色 |
| こする | 金属光沢 | 光沢なし |
| 電気を流す | 流れる | 流れない |
また、銅の酸化を化学反応式は以下のようになります。
銅 ＋ 酸素 → 酸化銅
２Cu ＋ O2 → ２CuO
④【問題と解答】銅の酸化
問題
（１）銅を加熱したときに生成する物質を答えよ。
（２）（１）の色は。
（３）（１）の化学反応式を答えよ。
（４）（１）の反応をモデルで表せ。（銅原子を◎、酸素原子を〇）
（５）銅と酸素の化合する質量比を答えよ。
（６）（１）のような酸素と化合する反応を何というか。
（７）ステンレスの皿の上で銅粉を加熱すると、質量はどう変化するか。
（８）銅粉を加熱するときにしなければならないことは何か。
（９）（８）は、なぜか。
解答
（１）酸化銅
（２）黒
（３）２Ｃｕ ＋ Ｏ２ → ２ＣｕＯ
（４）
（５） 銅：酸素＝４：１
（６）酸化
（７）増える
（８）よくかき混ぜる
（９） 銅粉を空気中の酸素と完全に反応させるため
⑤【画像】まとめ画像
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コメント
コメント一覧 (2)
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この表の中の「電気を流す/流さない」が逆ではないでしょうか
見落としていました。
ご指摘どうもありがとうございます！