合金（黄銅）を生成する反応について

質問

化学の宿題で下記のような問題が出されました。調べてはみたものの、よくわからなかったので助けて頂きたいです。

１、銅が亜鉛メッキされる反応を化学反応式で書きなさい。
２、合金になるためには、混合した金属が融解し液体になる必要がある。銅版はガスバーナーで加熱しても融解しない。しかし、亜鉛メッキされた銅版をガスバーナーで加熱すると、黄銅を生じるのは何故か。

　この問題を考えるのに参考になる文献やHPなどがございましたら、あわせて教えて頂けると嬉しいです。

　よろしくお願いします。

回答No.1

3cmp66p2 · ベストアンサー

このあたりがわかりやすいかと思います。
参考にして下さい。

参考URL：

http://www.eonet.ne.jp/~nakacchi/Brass.htm

お礼

回答、ありがとうございました。

回答No.2

htms42

これは実験をされた上での宿題ですか。

「考えて来なさい」という宿題ですか、「調べてきなさい」という宿題ですか。

考えろというのは無理です。
調べて来いというためには普通に見ることのできる文献が存在することが前提です。
教えて！ｇｏｏや、ｃｈｉｅｂｕｋｕｒｏで聞きなさいという宿題ですか。
ネットを使うことができない環境にいる人は多いでしょうからおかしいですね。

＃１に解説のサイトが紹介されていますが読んで分かりますか。
確かに２つの質問に対する答えは載っています。
でもどうしてこういうことが起こるのかについてはまだ十分な説明にはなっていないと思います。

局部電池で説明しています。
銅と亜鉛の組み合わせでボルタ電池のようなイメージを持っているように見えます。
確かに亜鉛の溶解と析出が起こればそれに対応する電子の移動を考えることができます。
でもそれは結果論です。それが原因であるとするのは「？」です。

亜鉛の粒に接触した状態で入れられた銅片の上に亜鉛が析出するというのです。
析出した状態で考えると
「亜鉛Ａ－銅－亜鉛Ｂ」という状態になっています。
亜鉛Ａが初めに入れた亜鉛の粒です。
亜鉛Ｂが銅片の上に析出した亜鉛です。
亜鉛Ａと銅片が電池を作るというのであれば亜鉛Ｂと銅片も電池を作るはずです。
これは電池としての働きが打ち消しになるということです。もし電池としての働きがあるとしたら、亜鉛の量の違いによる起電力の違いが関係しているかもしれません。それは別に考察が必要でしょう。

電池というよりは電解精錬に似たところがあります。

電極Ａ（銅）－電線（銅）－電極Ｂ（銅）　　　電解液：硫酸銅　ＣｕＳＯ４
電極Ａ（亜鉛）－電線（銅）－電極Ｂ（亜鉛）　電解液：亜鉛錯イオン溶液Ｎａ２[Ｚｎ(ＯＨ)４]

銅の電解精錬では外部電源を接続して少し電場勾配を付けます。
電極Ａで溶解が起こり電極Ｂで析出が起こります。銅、銅イオンの総量は変わりませんのでトータルでは酸化還元反応は起こっていません。理論分解電圧は０Ｖです。

亜鉛の場合、外部電源がありません。
これが不思議なところですが亜鉛の量が関係しているとしたら濃淡電池の原理に近いものになっているのではないでしょうか。亜鉛の粒の大きさの違いで反応時間が変わるということ、加熱を必要としていることなどがそれを裏付けているように思います。

これ以上はくわしい方にお任せします。

参考サイトの中で亜鉛の粒の表面が酸化されていることを気にしている記述があります。
でもＺｎＯが全てＮａ２[Ｚｎ(ＯＨ)4]に変わってしまうのであれば気にする必要はないはずです。
欲しいのはＮａ２[Ｚｎ(ＯＨ)4]の溶液です。
新しい面の露出した余分のＺｎが充分に残っていなければいけませんが、それが問題になるほど大量に表面が酸化されてしまうということは起こらないでしょう。粉末の亜鉛を使う場合には注意が必要でしょう。

お礼

回答、ありがとうございました。