銅に亜鉛メッキ

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基礎化学実験＿実験NOTE

「動　画」実践記録

No.6　　　解説のみ

「表　題」銅板への亜鉛メッキ形成と加熱による合金の生成

「目　的」亜鉛を銅板表面に還元析出(メッキ)させる化学変化と加熱溶融による合金の生成を観察する。

「概　説」

1.亜鉛の還元析出：[　両　]性元素である亜鉛は、塩基である水酸化ナトリウムと反応して酸化され、テトラヒドロキソ亜鉛(Ⅱ)酸ナトリウムイオン [Zn(OH)₄]^2-を生成(①)する。生じた電子は水分子と反応し、水素が還元されて(②)発生する酸化還元反応が成立する。しかし、銅板を浸すことで未反応の亜鉛側から電子が供給されてくる(局部電池ができる)ため、①の逆反応も起こってしまう。亜鉛も還元されて析出してくるのである。

　　　　Zn + 4OH^– ⇄ [Zn(OH)₄]^2- + [　2e^– ]

　　　　2H₂O + 2e^– → [　H₂ ]↑ + 2OH^-

　銅板は単に電子の受け渡しをしているだけで、酸化還元反応には無関係である。また、②の反応は、塩基性が強すぎるため右辺のOH^–の生成にブレーキがかかりやすい。結果として、①の逆反応が量的には上回ってしまうものと考えられる。

2.合金が生成する：銅の表面に析出した亜鉛は銀色に輝き美しい金属[　光沢　]を放つ。亜鉛のメッキができたところを加熱すると、溶けた亜鉛に固体の銅板の表面の一部が溶け込んで[　合金　]ができると考えられている。この合金は[　黄銅　]または真鍮(しんちゅう)として古くから知られ、黄金色をしているので、様々な装飾品に用いられてきた。