黄銅を作る際になぜ亜鉛メッキされるのか

質問

黄銅をつくる際に「ＮａＯＨ水溶液に亜鉛粉末を加えて加熱し銅片を入れると表面に亜鉛がメッキされる」そうですが、なぜ亜鉛がメッキされるのですか。インターネットで調べてみると
[Ｚn(ＯＨ)４]２－ ＋ ２ｅ－ →　Ｚn ＋ ４ＯＨ－
上記の反応が起こるとかかれています。
「テトラヒドロキソ亜鉛(II)酸イオンが、銅板へ移動してきた電子の一部と反応し、還元され金属亜鉛に戻り銅板が亜鉛めっきされる。」ということらしいです。
亜鉛が溶けて[Ｚn(ＯＨ)４]２－ になることや、亜鉛が溶けて銅片上２ｅ－が発生するのもわかりますが、なぜ[Ｚn(ＯＨ)４]２－ が還元されるのかわかりません。
基本的な質問で済みませんがよろしくお願いいたします。

回答No.3

Ligandable

<[Ｚn(ＯＨ)４]２－ ＋ ２ｅ－ →　Ｚn ＋ ４ＯＨ－
<の部分については、錯イオンがなぜ電子を取り込むのかが

[Ｚn(ＯＨ)４]２－は，Znの２＋　＋４ＯＨ－　＝２－４で－２
この－２の[Ｚn(ＯＨ)４]２－　＋２ｅ－で左辺は０＝右辺のZn＝０
でいかがでしょうか。

　尚，もっと楽に考えるなら，
　右辺でも左辺でもOH-は同じ４で変化ありません。 つまり
最初から差し引いて考えれば，
　Zn2-　＋　２ｅ－　＝　Zn　が残ります。

お礼

返答いただきありがとうございます。
アドバイスを参考にいろいろ調べてみたいと思います。
忙しいところありがとうございました。

回答No.2

Ligandable

亜鉛末ではなく，亜鉛板（電極）としてお考えください。
電解液中で銅と亜鉛が接すると，局部電池が生じ，亜鉛は
亜鉛酸イオン[Ｚn(ＯＨ)４]２－として溶け出します。
このとき生じる ２ｅ－が銅板に移動し，銅板表面で
亜鉛酸イオンを還元し，

＜　[Ｚn(ＯＨ)４]２－ ＋ ２ｅ－ →　Ｚn ＋ ４ＯＨ－
を起こすのです。これは，銅板が覆い尽くされるまで
起こります。　いかがでしょうか。

　なお，蛇足ながら，この実験はさらに深い奥があります。
　ご理解の通り，黄銅（真鍮）は銅と亜鉛の合金です。
　銅板表面を黄銅化するためには亜鉛を加えなければ
なりません。

　安易な方法は，嫌気環境下で溶融銅（融点1084.4 ℃）の中に，
亜鉛（融点419.5°C）を入れればよいわけで，実は大変設備と
コストがかかります。

　ところが，亜鉛錯体（テトラヒドロキソ亜鉛(II)酸イオン）
から生じた亜鉛はナノ粒子のため，比較的低温（炎では瞬時。
沸騰水内では３０分くらい，手のひらの熱でも可能）で，
銅内に亜鉛が入りこみ，合金となります。よって，実験的には，
メッキして暖める方法が早く，確実です。
　また実際になされる際は，ナトリウムよりカリウムの方が
綺麗にできます。また，炭酸カリウムを用い，メッキしたい側に
電圧をかければれば，比較的安全・綺麗・堅牢・短時間にでき
ます

お礼

丁寧な解説ありがとうございます。
返答が少ないので見当違いの質問だったかと
思い始めていたので、本当に感謝です。
とくに後半部分はたいへん興味深く感じました。

前半部分ですが局部電池ということで理解できましたが、
[Ｚn(ＯＨ)４]２－ ＋ ２ｅ－ →　Ｚn ＋ ４ＯＨ－
の部分については、錯イオンがなぜ電子を取り込むのかが
今ひとつわかりません。単純に考えても錯イオンがマイナスイオンで
電子もマイナスでなぜ反応が起こるのでしょうか。
アドバイスいただければ幸いです。

回答No.1

noname#100814

質問者さんがおっしゃる黄銅とは、ふつう真鍮（しんちゅう）とよばれる銅と亜鉛の合金のことですか？
　そうだとすると「黄銅を作る」には銅と亜鉛とを融かし合わせればよいのであって
ＮａＯＨ水溶液とか亜鉛メッキなどは関係ないのではないでしょうか？

補足

返信いただきありがとうございます。ご指摘いただいたとおり真鍮のことです。
実験書には「ＮａＯＨ水溶液に亜鉛粉末を加えて加熱し銅片を入れると表面に亜鉛がメッキされる。これをバーナーに入れると黄銅が生成する」とあり
実際にそうなりました。途中、確かに銅片は亜鉛メッキされるのですがその反応のしくみがよくわからなくて困っています。
アドバイスいただければ幸いです。