黄銅メッキの実験

今日は黄銅のメッキを作る実験をしました。

これ、作業自体は簡単なんだけど、仕組みがちょっと難しい、どういう反応が起きているのかちょっと考えてしまいました。

作り方は亜鉛粉末を水酸化ナトリウム水溶液に入れ沸騰するまで加熱し、そこに銅板を投入、亜鉛メッキされたところでその銅板をガスバーナーで加熱、亜鉛と銅を合金化させるというものです。

写真は黄銅メッキした銅板です。最初は銅色だった銅板が亜鉛メッキで銀色になり、最後に黄銅メッキで金色になりました。かなりキレイにできちょっぴり自己満足(笑)

ちなみに難しくなりますが、一応仕組みを書いておきます。

まず亜鉛Znと水酸化ナトリウムNaOHで

Zn＋2NaOH→Na₂ZnO₂＋H₂↑

となります。Na₂ZnO₂は亜鉛酸ナトリウムというもので、正式にはテトラヒドロキソ亜鉛(Ⅱ)酸ナトリウムNa₂[Zn(OH)₄]といいます。

上の化学反応式の亜鉛酸ナトリウムをテトラヒドロキソ亜鉛(Ⅱ)酸ナトリウムにすると

Zn＋2NaOH＋2H₂O→Na₂[Zn(OH)₄]＋H₂↑

となります。ここまでが亜鉛と水酸化ナトリウムの反応式です。

そしてここからは亜鉛と銅の関係を見ていきます。

電解質の水酸化ナトリウム水溶液中で亜鉛と銅が接触するとどうなるかというと、局部電池というものになり、亜鉛が陽極、銅が陰極になります。そうするとイオン化傾向が大きい亜鉛が溶け出しテトラヒドロキソ亜鉛(Ⅱ)酸イオン[Zn(OH)₄]^2－になります。この時放出された電子が水分子を還元して水素を発生発生させます。

ここまでの反応をイオン反応式にすると

Zn＋4OH^－→>[Zn(OH)₄]^2－＋2e^－

2H₂O＋2e^－→2OH^－＋H₂↑

そして上の反応式にある電子2e^－の一部が銅板に移動、銅板上でテトラヒドロキソ亜鉛(Ⅱ)酸イオンと反応し銅板に亜鉛が付着します。これを反応式にすると

Zn＋4OH^－→[Zn(OH)₄]^2－＋2e^－

[Zn(OH)₄]^2－＋2e^－→Zn＋4OH

となります。

これが亜鉛が付着する仕組みです。かなり難しいですね。私もちょっと考えてしまいました(汗)

この仕組み、わかった方いますか？？わかったら結構スゴイです☆

ちなみに身近で黄銅を使ったものといえば５円玉ですね。意外と身近にあるもんでしょ？？

実験途中の写真はこちらからどうぞ↓↓↓

フォトギャラリー：黄銅のメッキ
https://minkara.carview.co.jp/userid/343721/car/641598/2105007/photo.aspx

※携帯から閲覧の方、もしかしたら反応式がちゃんと表示されないかもしれませんごご了承ください。。。