酸化銅の還元


 酸化銅の粉を炭素を使って還元する実験です。定番の実験ですが、還元した後の銅の粉の色は十分に赤くなったと言えるでしょうか。薬品さじでこすったときにの金属光沢は明確に分かるでしょうか。実験のポイントは「どんな酸化銅の粉を使うか」にあると思います。


実験のポイント

 一般に銅粉を加熱して作った酸化銅の粉を実験に使うことが多いと思いますが、還元したときに十分に赤くなりません。また、購入した酸化銅の粉を使った場合には、激しい反応が起こり、銅のかたまりができてしまいます。分かりやすさから言うとこの方がいいのかもしれませんが、教科書には「赤い粉ができ、薬品さじでこすると金属光沢が見られる。」となっているので、その点から言うと今ひとつです。そこで、銅粉を加熱して作った酸化銅の粉と購入した酸化銅の粉を1:1の割合でブレンドして使います。


実験材料の準備

ア 銅粉を酸化して作った酸化銅(A)を用意する。
  330~350mechの銅粉2gをステンレス皿にとり、ガスバーナーで3分間加熱して黒くする。冷えてから薬品さじで細かくすりつぶして、再び3分間加熱する。

イ 購入した酸化銅(B)を用意する。
 教材会社から購入する。今回は、ウチダの「R8068」を使用した。

ウ AをBを混ぜて、ブレンドした酸化銅(C)をつくる。
 AとBを1:1の割合で混ぜ合わせる。

エ 炭素の粉末は、今回はウチダの木炭末「R8163」を使用した。


実験方法

① ブレンドした酸化銅(C)を1.0g、炭素粉末を0.1gとり、乳鉢でよく混ぜ合わせた後、試験管に入れる。
② 試験管はわずかに底を下げるようにする。口を下げると、加熱した時にすべり下りてくる。
③ ガスバーナーで10分加熱する。前半の5分間はやや強火で加熱し、後半の5分間は最強の強火で加熱する。
④ ゴム管をピンチコックではさんで冷ます。6分で完全に冷える。
⑤ できた銅の粉を厚手の上質紙に出す。できるだけピンクになったところを選んで薬品さじでこする。できた銅の粉を固まりのまま磨くと下図のようになる。

できた銅の粉を広げてみがくと下図のようになる。


その他

ア できた銅粉を磨くときは、厚手の上質紙を使うとよい。ろ紙は小さいので操作がしにくい。また、画用紙は厚みがあってクッション性があり、強く磨くことができない。上質紙の色は藤色のものを使っている。藤色の上質紙は、白い粉をのせた時にも見やすいので、その他の実験の時にも便利である。

イ 石灰水を入れる容器は、試験管ではなくビーカーにする。これは、市販の酸化銅粉末を混ぜると反応が激しくなり、二酸化炭素が一気に出てくるので、試験管だと石灰水があふれる場合があるからである。

ウ できた銅の粉を、固まりのまま金床の上に乗せて、金づちでたたくとうすい金属の箔になる。それを砥石で研ぐと下図のようになるので金属(銅)であることがよりはっきりする。電流を流して豆電球をつける実験などもできる。


参考文献・資料
ホームページ 「中学校理科実験室」


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