銅の旅

　　銅の単体から始まり，いろいろな銅の化合物をへて，銅の単体に戻る一連の実験を「銅の旅」と名付けた。
　Ｃu→ＣuＳＯ４→Ｃu(ＯＨ)２→ＣuＯ→ＣuＳＯ４→Ｃu と変化する実験を紹介する。
　無機分野の内容だが，単体と化合物を区別する実験，化学反応式を書かせる実験などとして，化学の初期の段階で実施してもよい。

	（１）銅粉の溶解 １）試験管に銅粉をミクロスパチュラで2杯とり，3ｍol/Ｌ硫酸を2ｍＬ加え，振り混ぜながら加熱する。 　この段階では銅は溶けない。これに3％過酸化水素を1ｍＬ加えてよく振ると，銅は溶けて青色の溶液になる。 　銅がすべて溶けたら，試験管を50ｍＬコニカルビーカーにとった水につけて冷やす。 　　　Ｃu＋Ｈ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ２→ＣuＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ 《注》このとき過酸化水素の分解も起こり酸素が発生する。
	（２）水酸化銅(Ⅱ)の生成 ２）コニカルビーカーの水を捨て，試験管の溶液を移す。　 　試験管に半分まで水を入れてゆすいだ後，その水もコニカルビーカーに移す。 　この溶液に 6ｍol／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液4ｍＬを加えて振り混ぜると，沈殿を生じる。 　沈殿の色は少しずつ変わるが，最終的には青白色になる。 　　　ＣuＳＯ４＋2ＮaＯＨ→Ｃu(ＯＨ)２＋Ｎa２ＳＯ４
	（３）酸化銅(Ⅱ)の生成 ３）コニカルビーカーをおだやかに加熱すると，沈殿が黒くなる。 沈殿がすべて黒くなったら加熱をやめる。 Ｃu(ＯＨ)２→ＣuＯ＋Ｈ２Ｏ
	（４）酸化銅(Ⅱ)の溶解 ４）あついうちに3ｍol／Ｌ　硫酸を加えると，沈殿が溶けて青色の溶液になる。 　沈殿がすべて溶けたら硫酸を加えるのをやめる。 　 　加える硫酸の体積は4ｍＬ前後である。 ＣuＯ＋Ｈ２ＳＯ４→ＣuＳＯ４＋Ｈ２Ｏ
	（５）銅単体にもどす ５）溶液に亜鉛板を入れて，コニカルビーカーを回すようにしてゆっくりと振り混ぜる。 亜鉛板から気体が発生すると同時に銅が析出する。 溶液の青色が薄くなったら，　吸引ろ過をする。 ろ紙を取り出し，ろ紙上の銅を薬さじで押しつぶすと，金属光沢が見られる。 ＣuＳＯ４＋Ｚn→ＺnＳＯ４＋Ｃu

　　

　　　　　　　説

Ｃu→ＣuＳＯ４→Ｃu(ＯＨ)２→ＣuＯ→ＣuＳＯ４→Ｃu と変化する実験。 　無機分野の内容だが，単体と化合物を区別する実験，化学反応式を書かせる実験などとして，化学の初期の段階で実施してもよい。 　次のような内容も学習できる。 　銅は硫酸には溶けないが，過酸化水素水を加えると，酸化力のある酸になり溶ける。 　銅の水酸化物は不安定で，加熱すると酸化物と水になる。 　銅の酸化物は酸に溶ける。 　銅(Ⅱ)イオンはイオン化傾向の大きい亜鉛を入れると，還元されて銅の単体になる。

　　　

・　 銅の単体を化合物にするには，加熱して酸化銅(Ⅱ)に変え，それを酸に溶かしてもよい。 　　　銅の単体を硝酸で溶かすのは避けたい。 　　　有毒な窒素酸化物が発生するし，溶液中に硝酸イオンをもちこみたくない。 　・　２）で溶液があついうちに水酸化ナトリウム水溶液を加えると，この段階で黒色の沈殿が生じてしまう。 　・　硫酸酸性で亜鉛を入れると，銅がきれいに析出する。　亜鉛のかわりに鉄やアルミニウムでもよい。 　　　ろ過は，ふつうのろ過でもよいが，時間がかかる。 　　　析出した銅はそのままでは金属に見えない。 　　　ろ過した後，薬さじで押しつぶすのが，銅らしく見せるコツである。

　　　

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