銅板に化学的に文字を刻む

銅板に文字や絵の形を残す実験です。銅板のエッチングとして、工芸の世界で知られているものですが、化学反応(酸化還元)用いて銅板に文字や絵を刻む実験工作です。 □比較的細い絵や文字でも表現できます 「解　説」 銅板を塩化鉄(Ⅲ)水溶液に浸すと銅が溶出してきます。銅は酸化されて銅(Ⅱ)イオンとなり、鉄(Ⅲ)イオンは鉄(Ⅱ)に還元されるのです。それぞれの金属についての標準酸化電位は… Cu²⁺ + 2e^– → Cu …　+ 0.34 V　＿① Fe³⁺ +  e^– → Fe²⁺ …　+ 0.77 V　＿② ②が①より正であるため… Cu + 2Fe³⁺  → Cu²⁺ +  2Fe²⁺ …　+ 0.43 V　の反応が優先的に起こります。 銅板は、塩化鉄(Ⅲ)水溶液中のFe³⁺の酸化を受けて溶け出しますが、油性ペンで保護された部分は、文字や絵として残るのです。反応後、銅イオン(青色)が溶出するため、濃黄色水溶液は黄緑色に変化します。エッチングとして残った文字や絵の部分を手でなぞると、その部分が少し浮き出ている感じがするので、背景となる銅板が溶出したことが理解できます。 単純に銅と鉄のイオン化傾向を比較して、銅の溶出は起こらないと考えがちですが、酸化還元反応の本質は酸化還元電位によるもという点をこの実験を通じて理解させたいものです。 マジックインキは、アセトンだときれいに落ちますが、紙や布でもふき取ることはできます。なお、日を追って、銅が溶出した部分が酸化して微妙なくすみを醸し出すことがあります。それが良い感じの印影となって雰囲気のある文字プレートが出来ます。

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ブログで発信している実験は、取扱いに注意を要する操作や試薬が含まれています。映像を見ただけで実験することのないようにお願いします。実験の詳細につきましては、次の著作本が参考になります。 ◇著書(単著)：『実験マニア(亜紀書房)』『サクッと！化学実験(dZERO)』『高校教師が教える化学実験室』 ・