この間、実験で銅の亜鉛メッキを行ったんですけど、それについて調べていくうちに一つ疑問が浮かび上がってきました。実験では亜鉛粉末とNaOH水溶液の混合溶液に銅貨(1セント硬貨)をいれて加熱すると銅が亜鉛メッキされて銀色の1セント硬貨になるんですけど、考えてみるとイオン化傾向は亜鉛のほうが銅より大きいじゃないですか。それなのに亜鉛のほうが析出してくるなんておかしくないですか?誰かこの疑問に答えてください。よろしくお願いします。

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A 回答 (11件中1~10件)

難しいことは良く分からないのですが、


NO8の「・銅のほかに銅合金(真鍮、青銅etc.)やほかの金属で試してみる」についてやってみました。
外国の硬貨で銅製の1ペニヒ(旧ドイツ)、真鍮製の10ペニヒ、また、ユーロコインの真鍮製1セントと10セントはいずれも美しく亜鉛メッキされました。それと中心部が銀?の合金で外側が真鍮製の1ユーロコインはこちらも外側部分がきれいにメッキされました。また、真鍮製の画鋲や銅の合金でできているクリップもメッキされました。銅線だけはだめでした。やはり銅の合金やさびている・酸化しているなどの条件が必要なのでしょうか。
化学的なことは良く分からないのですがとりあえず報告まで。
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あのあと、普通の電池じゃないだろうと考えておりました。


で、濃淡電池の可能性が出てきました。

そこで、いろいろと探していたのですが、このような記述を見つけました。

「教師のための化学実験 ケミカルデモンストレーション7 電気化学」
丸善から出ている本です。

この「11.33 銅から銀へ、銀から金へ」(187ページから)
にこれと同じ実験が書かれています。

(原文引用)
この演示実験では、銅貨を金属亜鉛と接触させると、亜鉛とスズの被膜が
生成する。これは被膜ができる過程が電気化学的であることを示している。
この電気化学的過程の正確な機構はまだ解明されていない。
(ここまで)

とありますが、この後、考えられる類似例として、電気化学電池の図を示してありました。

(原文引用)
この電池は、2つの試験管からなり、この2つの試験管は、中央に溶融したガラスを詰めた
管で連結されている。
一方の試験管には3mol/l水酸化ナトリウム水溶液を満たし、
もう一方には亜鉛酸ナトリウム溶液を満たす。
水酸化ナトリウム水溶液には亜鉛電極を浸け、亜鉛酸ナトリウム水溶液には銅電極を浸している。
2つの電極を金属線で接続すると、亜鉛の被膜が銅電極上に析出する。
(中略)
これらの2つの電極反応はお互いの逆であり、この電池は二つの半電池の亜鉛酸イオンの
濃度の差によって駆動される濃淡電池である。
おそらく、この演示実験で同じ様な駆動力が亜鉛の被膜をつくっている。
(原文終わり)


ここに書かれていたように、濃淡電池であると考えると、私は納得出来ました。
局所的で複雑な系ですから、実験で確証が得られるかは分かりませんが、
計算等行ってみてはいかがでしょうか。
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>edogawaranpoさんの回答はまだよく理解できていません



何年か前に電気化学の本で眺めた「ローホテンシャルデポジット」(スペル忘却)の内容です。
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Zincerさん、edogawaranpoさんの回答はまだよく理解できていませんが、とりあえずこの問題は単純にイオン化傾向(酸化還元電位)では説明できないと思われます。



 まず、単純に考えて銅と亜鉛が接触している場合、および銅に亜鉛が析出して接触している場合、に電気化学的には何ら違いがないはずです。したがって単に銅と亜鉛が接触している場合と、銅に亜鉛が薄くメッキされている状態との間に、安定性の差がなければ、メッキは進行しないでしょう。銅に亜鉛が析出しても、その逆反応も同様に起こるため、メッキの膜が成長することはないからです。
 したがってこれら2つの状態の安定性の差を考れば、なぜこの反応が起こるのか説明できると思いますが、どうでしょうkurotoshiroさん。

 まあせっかく科学部にいるんですからZincerさんのおっしゃるように実験してみましょう。実験ではZincerさん提案の方法に加えて、

・銅のほかに銅合金(真鍮、青銅etc.)やほかの金属で試してみる
・水酸化ナトリウム溶液中での亜鉛と銅(合金ほかの金属でも)の電位差を測ってみる。極性にも注意
・水酸化ナトリウム溶液中に亜鉛と銅を浸して両金属を接続した場合の電流値およびその時間変化を測ってみる
・その時、亜鉛や銅から気泡が発生していないか

などをポイントとしてやってみてください。電圧計はデジタルタイプのものを使うと精度よく測れます(入力抵抗が大きいため)。

 私の「安定性の差」の仮説は実験で証明することは難しいかもしれませんが、がんばって理論を確立してくれることを祈ります。
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>無電解メッキにおけるピンホールの効果として考えていただけませんか。



合金の場合には.一般に特定の成分の大きな結晶(名称は疑問.りゅうかいと呼んだほうが良いかも)があり.その周りを小さな結晶が包んでいます。
大きな結晶には主要成分が集まりますが.小さな結晶には.もろもろの不純物が集まります。その結果.小さな結晶が溶けやすく.大きな結晶が残る傾向にあります。
一つの小さな結晶が溶け出したとします。すると.一つのピンホールができます。入り口は小さく.奥が深く比較的大きな容積を持ちます。だから.ピンホール内から外部への液体の溶出は少なくなります。
ピンホールの大きさですが.結晶程度の大きさを持ちますから.電気化学反応では.沖合いとみなせるでしょう。ピンホール内部の表面で電気化学反応がおこる場合には.液体の移動が少なく.作成した溶液とは異なる濃度組成となります。濃度組成の変化で.析出電位が変化し.通常ではおこり得ない析出反応がおこる場合です。

>亜鉛粉末500mgをいれてから、
金属亜鉛を使っている場合に.不純物の砒素の影響が考えられます。こちらの影響はどのようになりますか。もっとも.試薬特急程度では砒素が少なくなります。したがって.砒素の影響は考えません。
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#2の補足にある様に他に還元剤が入っていない様なのでplo olqさんのように亜鉛自体が還元剤と考えるのが妥当だと思います。


anisolさんの説明している標準電極電位はあくまでも各イオン濃度(厳密言えば活量)が1の時の標準水素電極に対する平衡電位です。
これからはplo olqさんの説明の補足になりますが、この平衡状態というのが重要で亜鉛がすべて溶けるまでは金属亜鉛は[Zn(OH)4]2- と平衡の電位を保つことになります。平衡状態では一部[Zn(OH)4]2- の還元も置きますから、たまたま銅(銅も導体であるため金属亜鉛に接した場合は同じ電位になります。)上で還元を受けた亜鉛がめっきとして得られたものであると考えられます。
これを確かめるには、以下の実験で確認可能でしょう。
1.水酸化ナトリウム溶液に亜鉛粉末をいれ完全に溶解させる。
2.銅貨入れる。
 (この状態ではめっきされないはずです。)
3.亜鉛板を用意し、銅貨と導線でつなぎ両方を溶液にいれる。
(これでめっきが起これば上の仮説の証明になると思います。)
是非、検証実験をやってみて、結果を報告してください。
自信は無しですが検証実験の結果次第では有りにかわるかも?
では、これからも科学の道に進むことを!
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plo olqさんの回答、真実に近いような気がするんですが、理論的に考えたら混乱してきました。


以下のようなことを考えたのですが...

????
標準電極電位は
[Zn(OH)4]2- + 2e- = Zn + 4OH- -1.2V
CuはNaOH水溶液中で不活性なので0V(?)

・Cu電極はZn電極に対して+1.2Vの電圧を発生
・Cu電極とZn電極をつなぐと電流が流れ、Cu電極において[Zn(OH)4]2-を還元する
・その際必要な電圧はZn電極に対して+1.2Vになる
・酸化還元電位より、Cu電極ではむしろ水素イオンの還元が起こるはず?
????

酸化還元電位と反応式を使って定量的に説明していただけないでしょうか。酸性溶液中では、CuとZnを接触させるとZnの溶解はむしろ促進されると思いますが、塩基性溶液での錯イオンの形成が何か関係あるのでしょうか?
またedogawaranpoさんの回答の「ピンホールの効果」とはどういったものなのでしょうか?
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合金系無電解メッキの場合に.ヒンホール内で濃度分布が変化するために.通常では考えられない化学反応がおこるので.これではないかと思ったのですが.


いかんせん.濃度は分からないし.手持ちに電気化学反応式の数値表はないし.合金組成が分からないし.
それで.下記のような内容を書きました。

無電解メッキにおけるピンホールの効果として考えていただけませんか。
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この亜鉛メッキの場合、イオン化傾向を考えるのではなくて、


電池として考えるのが良いのではないでしょうか?

ご存じのように亜鉛は強塩基に少し溶けます。この場合は加熱することで、
反応が早くなっていますから、短時間で亜鉛は溶けていきます。

亜鉛を塩基と反応させると酸化されて、(ZnO2)2-になりますよね。
そのあと、水や水酸化物イオンと錯形成して、[Zn(OH)3(H2O)]-になります。
これがこの溶液中にあり銅表面に析出する亜鉛イオンだと思います。

ここで、実験条件を考えてみると、亜鉛は粉末を使っていますよね。
全ての亜鉛がすぐに溶けるわけではないでしょうから、
この銅貨の表面には亜鉛の粉末がついているのではないかと思います。

そこで、反応を考えてみます。
亜鉛粉末の表面は、強塩基によってどんどん溶かされていますが、これによって亜鉛はイオンに
なっています。
つまり、電子を放出しているわけですよね。
この電子は、亜鉛の粉末の内部には電子が供給されると考えられます。
この亜鉛粉末は、銅貨の表面に付着している、または、他の粉末を通して繋がっている
わけです。このことで、電子が銅へと移動することが出来ます。
この電子によって、イオンとなった亜鉛が再び金属として析出してくる・・・

と考えられないでしょうか?
すこし私自信、疑問点がありますので、もし正しくないようでしたら、訂正お願いします。
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この回答へのお礼

ふーむ。難しいですね。イオン化傾向以外の反応が起こるとは。でも、化学のおもしろさはそういうところにありますよね。どうもありがとうございました。

お礼日時:2001/07/21 22:58

うーむ。

不思議ですねえ。
No.1 のedogawaranpoさんのようなことも考えたのですが、錫はイオン化傾向は亜鉛より低いし、燐は非金属なので、あと考えられるのはマンガンかアルミニウムなんですが...
先生は何かおっしゃっていませんでしたか?また、亜鉛粉末をNaOH水溶液に入れて水素が発生している最中に銅貨を入れて加熱したのですか?それとも亜鉛が溶け終わってから銅貨を入れたのですか?溶液には上記のほかに何か物質は入っていませんでしたか?亜鉛の析出状態は、めっきされた程度ですか、それともこすれば落ちるほど析出されましたか?
すみませんが補足をお願いします。

この回答への補足

確かに不思議ですね。イオン化傾向とは全く逆の反応がおきてますし。
実験を詳しく説明すると、5%NaOH水溶液15mlに亜鉛粉末500mgをいれてから、銅貨を入れ加熱し5分くらいたってから取り出してみると、なぜか銅貨が銀貨になっているわけですよ。だから、水素が発生いる最中に銅貨をいれて加熱したのだとおもいます。また、溶液には他になにも物質は入れてないです。亜鉛の析出状態はメッキされた程度だと思います。あまり詳しく分からないですいません。

補足日時:2001/07/17 17:07
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この回答へのお礼

この実験は僕の所属する科学部で行った実験なので、先生はあまり関係ないんです。でも、こんど学校に行ったときにでもきいてみます。どうもありがとうございました。

お礼日時:2001/07/17 17:20

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お願いします。

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成人の場合1日の推奨摂取量は約15mgですが、成人男性の平均摂取量は9.1mg。女性は7.3mgです。
汗1リットル中に1.15mgの亜鉛が含まれ、ひどく汗をかくと4mg以上を1日に失います。亜鉛は痒み物質のヒスタミンの生成を抑制する働きもあり、アトピーの症状改善にも役立つのではないかと注目を浴びています。
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しかし、施工会社がこともあろうに、仕様を間違えて、ユニクロメッキのアンカーを使用してしまいました。

すでに大方の基礎が完成してしまったので、全てをやり直すことはできません。
(やり直しができない前提での回答を望んでおります。)

とりあえず、ワッシャー及びナットはドブメッキ仕様のものを、再度用意することにしました。

ナットから、飛び出るアンカーボルトの部分には、ゴム製のボルトキャップをかぶせることにしました。

1.ユニクロメッキとアルミの電食等の相性は、どうなのでしょうか?
2.ユニクロメッキのアンカーボルトに、ドブメッキのナットを用いても大丈夫でしょうか?
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(アルマーめっきとはアルミニウムによる被覆のこと)
ttp://www.nissin-industry.jp/use/index.html

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亜鉛を多く含む食品はなんですか?スーパーで手軽に買えるものを教えて下さい。

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Q銅と亜鉛の合金を黄銅といい、特に亜鉛の割合が多いものを真鍮と呼ぶことを

銅と亜鉛の合金を黄銅といい、特に亜鉛の割合が多いものを真鍮と呼ぶことを知りました
一方で、純度99.99%以上の銅を純銅ということも知りました

では、99.99%の銅と0.01%の亜鉛の合金があった場合、これは黄銅なのでしょうか、それとも純銅なのでしょうか?

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金属は専門でないので、詳しいことは言えませんが...
合金における明確な各種金属の比率というものは
聞いたことはありません。
ステンレルは一般的にはCrとNiを18%、8%
混ぜたものが主流ですが、安価なものはクロムが少ないし、
特殊用途ではCr、Niともに多いものがあります。
要は合金としての特色を示すか示さないかでしょう。
青銅、黄銅、ステンレス、マンガン鋼、アマルガム(SnAg)
ハンダ、白銅、ホワイトゴールドなどは特定の用途があって
特定の名称が付けられています。

さて、99.99%の銅と0.01%の亜鉛はどのような性質に
なるでしょうか?
見た目は銅で、比重も銅で、沸点・融点も銅と同じだと思います。
また、電解精錬をしない銅には1%近い亜鉛やニッケルなどの
不純物が含まれています。それでも銅と呼ばれていました。
実験室にある一級試薬のNaOHは不純物として2~4%くらいの
NaClを含んでいますが、これをNaOHと呼んでいます。
逆に、(合金ではありませんが)半導体の場合、Siに僅かな
BやPが混ざることによって性質が異なります。幾つかの特殊鋼
では不純物が0.1%変わっただけでも違う性質になります。

結論としては、純度99.99%の銅が純銅ですから、99.99%の
銅と0.01%の亜鉛の合金は純銅ではありません。また、黄銅としての
性質も示しません。従って「粗銅」でいいのではないかと思います。

金属は専門でないので、詳しいことは言えませんが...
合金における明確な各種金属の比率というものは
聞いたことはありません。
ステンレルは一般的にはCrとNiを18%、8%
混ぜたものが主流ですが、安価なものはクロムが少ないし、
特殊用途ではCr、Niともに多いものがあります。
要は合金としての特色を示すか示さないかでしょう。
青銅、黄銅、ステンレス、マンガン鋼、アマルガム(SnAg)
ハンダ、白銅、ホワイトゴールドなどは特定の用途があって
特定の名称が付けられています。

さて、9...続きを読む

Q亜鉛を1日十分に摂取するには?

亜鉛をサプリメントではなく、食品で摂取するには、毎日の食事で何をどれくらい食べればいいのか、例などがあれば参考に教えてください。(牡蠣以外でお願いします
。)

Aベストアンサー

>亜鉛を1日十分に摂取するには?


日本人は、ミネラルが少ない土壌(欧米の1/3)で生活していることや、置く含まれているのが肉・チーズ・魚介類であり、穀類を主食にしているなど、欧米人に比べると血清中の亜鉛は少なめです。そして、平均的な日本人の摂取量では一日9mg程度しか取れないと報告されています。日本人の多くは潜在的亜鉛欠乏症(marginal zinc deficiency)の状態にあるといわれるのはそのためです。

日本人の栄養所要量(推奨量)は、
  男性 11mg
  女性 9mg(妊婦、授乳婦は+3mg)
  上限量は、男女とも30mg
  RDA(アメリカ政府が定めた「1日あたりの摂取勧告量」)は15mg


一方で、亜鉛(Zn)はもともと吸収率がそれほど高くなく、また同時に取る物質と一緒にくっついて体外に排出されやすいという一面もあります。
また高齢になるにつれ必要量とともに吸収率も低下して行きます。

つまり、主食からの摂取は少ないので、副食である魚・チーズ・魚介類・海藻から摂取するのが良いので、亜鉛が不足がちな人は食事にて(亜鉛が豊富な牡蠣を除いてと言う事であれば)、焼肉や焼き魚、パスタやピザ等のチーズ料理・貝類・海藻サラダ・干しシイタケや干物&燻製食品等をうまく取り入れたメニューが良いでしょう。


◇参考記事

http://hontonano.jp/aen/09.html

http://hontonano.jp/aen/06.html

>亜鉛を1日十分に摂取するには?


日本人は、ミネラルが少ない土壌(欧米の1/3)で生活していることや、置く含まれているのが肉・チーズ・魚介類であり、穀類を主食にしているなど、欧米人に比べると血清中の亜鉛は少なめです。そして、平均的な日本人の摂取量では一日9mg程度しか取れないと報告されています。日本人の多くは潜在的亜鉛欠乏症(marginal zinc deficiency)の状態にあるといわれるのはそのためです。

日本人の栄養所要量(推奨量)は、
  男性 11mg
  女性 9mg(妊婦、授乳婦は+3mg...続きを読む

Q銅に丹銅のメッキは可能でしょうか?

銅材料に丹銅の電気メッキを行いたいのですが、丹銅をプラス極に付ければ丹銅のメッキが出来るのでしょうか?
イオン化傾向の差はあるとしてもどちらも単体ではメッキできますので、銅と亜鉛はそれぞれ銅にメッキされると思います。
その際についたメッキは合金になるのかが分かりません。
また合金がメッキされたとしてもイオン化傾向の差で銅と亜鉛の割合が変わってしまう可能性はあるのでしょうか?
当方、メッキされた銅の分析することが出来ない為 質問をさせていただいております。

回答を宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

特に電気メッキの必要はありませんが、イオン化傾向の差で亜鉛が付着する。
きれいにメッキしたほうがよいので、亜鉛を銅に電解メッキをします。単純に硫酸亜鉛や塩化亜鉛では汚くなりますので、EDTAとか糖とか加えて調整するとよいです。
 銀色にメッキされたら、バーナーで過熱すると亜鉛が銅に拡散していき、真鍮色~銅色に変化しています。この銅色の状態が丹銅です。


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