酸化銅と塩酸の反応

質問

酸化された銅を塩酸に入れると光沢が戻ると思いますが
そのときに起こっている反応を化学式を交えて教えてもらえないでしょうか？。

回答No.4

rei00 · ベストアンサー

masa1000rx さんが回答されている通りです。

　空気中の酸素との反応によって銅は表面が酸化されて，酸化銅の被膜ができます（2Cu + O2 → 2CuO　銅の酸化数が 0 から +2 になるので酸化反応です）。

　この状態のものを塩酸に入れると，masa1000rx さんが回答されている反応が起こって，塩化銅ができ溶解します。この反応をもう少し細かく書くと，CuO + 2HCl → Cu2+ + 2Cl- + H2O　となります。この時，銅の酸化数は +2 から +2 と変化しないので，この反応は酸化還元反応ではありません。

　一方，金属の銅はイオン化傾向が水素よりも弱いため，水素イオン（H+）に代わってイオン（Cu2+）になる事ができません。

　結果として，金属の銅が表面に現れて光沢が戻ります。

お礼

ご回答ありがとうございます。
かなり分かってきたような気がするのですが
追加で質問させていただいてよろしいでしょうか？。
　１．ＣｕＯはなぜＣｕ２＋とＯ２－にわかれるのでしょうか？。
　２．塩化銅は塩酸に溶けるのですか？。
教えてください。
お願い致します。

回答No.6

rei00

rei00 です。お礼拝見しました。お返事が遅くなりましたが，もう問題は解決しましたでしょうか。

＞rei00さんはこの分野にとても詳しいので
いえそんな事はありません。むかし高校と大学の教養課程で学んだ事を思い出しつつ，若干の検索結果を元に回答しているだけです。あ，「経験者」っていうのは昔勉強したって事で，銅関係の仕事や研究の経験者ではありません。あしからず。

＞甘えるようで申し訳ないのですが再び質問をさせてください。
質問はいくらしていただいてもかまいません。遠慮なさらずに。ただ，私が回答できるとは限りませんので，別質問とされた方が良いかも知れません。

＞1.CuO + 2HCl → Cu2+ + 2Cl- + H2Oのように反応が起こるのはなぜですか？。このようになった方がエネルギー的に安定するのでしょうか？。
エネルギ－的に安定するといえばそうです。本当の所は私にもよくわかりません。お許し下さい。

＞2.[Cu(H2O)6]2+ は錯イオンっていうものですか？。また、[Cu(H2O)5]2+でもなく、[Cu(H2O)7]2+でもなく[Cu(H2O)6]2+の形を取るのはなぜでしょう？。
そうです。錯イオンです。なぜ [Cu(H2O)6]2+ の形を取るかですが，銅イオンの周りには電子対（2個の電子）が入る軌道と呼ばれるものが，6個空の状態であります。ここに電子対が入ったほうが安定になるので，電子対を持ったものが存在すると錯イオンを形成します。

＞3.塩素は単にＣｌ-の形で存在しているのですか？。
H3O+ などの＋のものが近くにいるかも知れませんが，殆どその影響は考えなくてもよいと思います。

他の関連質問も拝見しましたが，中々勉強熱心な方とお見受けいたします。この際ですから，高校か大学教養程度のレベルから少し勉強されてはいかがですか。今お持ちの疑問点と照らしあわせながら勉強すれば，そんなに難しくありませんよ。

お礼

rei00さんご回答ありがとうございました。
数回に分けてとても詳しく説明いただいたので
ほぼ理解することができました。
他の質問にも答えていただいて恐縮です。。。

他の質問もそうなのですが
私が今、化学関係の記述を見ていて一番引っかかるのは
「次のように反応が進みます。」と反応式が書かれているのですが
(例えば今回のCuO + 2HCl → Cu2+ + 2Cl- + H2O)
なぜその反応式のように反応が進むのかが理解できないことです。
rei00さんのおっしゃるように
高校の化学からやりなおしてみます(ちょっと面白くなってきたので)。
といっても高校ではあまり化学やらなかったのですが。。。
もちろん大学ではやっていません、、、

ちなみに大学教養レベルで良い教科書あったらご紹介いただけませんか？。
よろしくお願い致します。

回答No.5

rei00

rei00 です。お礼拝見しました。
「かなり分かってきたような気がする」との事，回答してよかったです。

＞１．ＣｕＯはなぜＣｕ２＋とＯ２－にわかれるのでしょうか？。
CuO という一つの分子があって，Cu2+ と O2- に別れるのではありません。CuO は分子式ではなく組成式です。酸化銅という物質の中に Cu2+ イオンと O2- イオンが 1:1 で存在すると言う事を示しているだけです。つまり，Cu と O は元々 Cu2+ と O2- の状態で存在しているわけです。ただ，水に溶けにくいため固体として表面にくっついているわけです。

＞２．塩化銅は塩酸に溶けるのですか？。
塩酸に溶けるのではなく，水に溶けるのです。下の回答で「CuO + 2HCl → Cu2+ + 2Cl- + H2O」と書きましたが， Cu2+ イオンの周りには水分子が存在して実際は [Cu(H2O)6]2+ の形になっています。この [Cu(H2O)6]2+ の形が酸化銅（CuO）からはできにくく，水に溶けない訳です。しかし，塩化銅（CuCl2）から [Cu(H2O)6]2+ の形が簡単にできるため，塩化銅は水（この場合塩酸）に溶けます。

お礼

追加質問にも丁寧に回答していただいて感謝しています。
rei00さんはこの分野にとても詳しいので
甘えるようで申し訳ないのですが再び質問をさせてください。
なにぶん化学の知識がないもので回答をいただくと
その内容についても疑問が出てしてしまいます。。。
　1.CuO + 2HCl → Cu2+ + 2Cl- + H2Oのように反応が起こるのはなぜですか？。
　　このようになった方がエネルギー的に安定するのでしょうか？。
　2.[Cu(H2O)6]2+ は錯イオンっていうものですか？。
　また、[Cu(H2O)5]2+でもなく、[Cu(H2O)7]2+でもなく
　　[Cu(H2O)6]2+の形を取るのはなぜでしょう？。
　3.塩素は単にＣｌ-の形で存在しているのですか？。
いろいろ質問してすみませんがお願いします。

回答No.3

HINOMIYA

2Cu+2HCl→H2+2CuCl
ってところですね。　銅が溶け、水素が発生します。

しかし、酸化銅が還元されるわけではなく「銅の表面が一層溶けて綺麗な面が出てくる」というだけの事で、酸化銅やその他の不純物は、ビーカーの底に沈んでいるはずです（あるいは、酸化銅自体でイオン化するのでしょうか？　この点については、不勉強で判りません）。
ですから、汚れた銅板が塩酸に漬けたらきれいになるという現象は、銅板表面をヤスリで削って鏡面加工するのと原理的にはかわらない、物理的な現象です。　それ自体を化学式ではあらわせません。

実際の酸化銅の還元については、下のＵＲＬを参考にして下さい。

参考URL：

http://www.tamagawa.ac.jp/gakubu/CHUGAKU/micohp/mnakamu/text/sanka3.html

お礼

ご回答ありがとうございます。
ただ、銅は塩酸には溶けないようです。。。
イオン化傾向が関係しているみたいですね。

回答No.2

masa1000rx

酸化銅は塩酸に溶けますが、銅が普通の条件では塩酸に溶けないため、表面の酸化銅のみが除去され、金属銅の光沢が見えてくるのが原因です。

　このときの 反応は
CuO + 2HCl -> CuCl2 + H2O
ですよね。

　もし、レポートなのだったらなぜ銅が溶けないのかも書いてみれば、評価アップかも知れません。「金借るな、まあ当てにすな、ひどすぎる借金。」って習いませんでしたか？

お礼

徐々に分かってきたような気がします。
ありがとうございました。

回答No.1

noname#2748

回答といえるかどうかわかりませんが、一例としてハンダ付けの際のフラックスの役目についての解説が下記のURLにあります。参考になればよいのですが。

参考URL：

http://lab.ee.uec.ac.jp/text/soldering/flux.html

お礼

う～ん、ちょっと違うみたいです。
でも、「参考URL」は参考にさせていただきました。