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メタノールの酸化について質問です。 メタノールは揮発性がありますが、その気体になったやつがCuOと反応して、酸化されて、銅とホルムアルデヒドが出来るんですか?つまり酸化銅が持ってた酸素が渡されるんですか?

それとも空気中にある酸素と反応してることもありますか?

そもそも酸化銅って、イオン結合でくっついていますよね?メタノールと一緒にいて、還元されるなら、その酸化還元反応がおこる理由ってなんですか?


すみません、下の写真のピンクのふきだし中にある2つ目の化学式のところがよく理解できません。
質問内容がごちゃごちゃしてますが、教えていただけると嬉しいです。

質問者からの補足コメント

  • 補足

    「メタノールの酸化について質問です。 メタ」の補足画像1
      補足日時:2021/01/03 17:01
  • むらさめさん!今ふと疑問が浮かびました!もしこの補足に気づいたら教えてください。

    CuOはなぜ共有結合なのですか?
    非金属と金属の結合は、イオン結合ではないんですか?学校ではそう習いました。

      補足日時:2021/01/03 20:27
gooドクター

A 回答 (2件)

もう少し丁寧に説明して欲しいテキストだと思います。

判りにくいと私も感じます。

銅を加熱して赤熱している状態(写真左)
2Cu + O2 → 2CuO ①
これが 写真左の状態で既にCuOが銅の表面に出来ている。CuOの酸素Oは大気中の酸素O2から来ている。

銅をそのまま冷やした状態が写真中央(使い古された10円硬化の表面と同じ色)銅の表面は、CuOが出来ていることを観せるための写真。

熱せられた銅を冷やさないでそのままメタノールに漬けるのが実験の目的。
でそのように実験を行うと、写真左→写真右のように実験は進行することになる。
銅を赤熱させた直後にそのままメタノール中に浸漬するとホルムアルデヒトHCOHができて、写真右として観察できる。
CH3OH + CuO → HCOH + H2O +Cu ➁

①と➁の反応式をまとめて示すと ① + 2×➁ の計算を行うと両辺から、銅と酸化銅が消える。
2CH3OH + O2 → 2HCOH + 2H2O となる。 ← 銅は式の中では無くなっている。
銅Cu、は、メタノールをホルムアルデヒドを造る 触媒 として働いたことになる。

触媒の作用について説明するのが目的なのか、ホルムアルデヒドができることを説明するのが目的なのか、写真からでは単元が判らないのですが。

この反応で銅は変化しておらず(Cu→CuO→Cuとなっているが)、 触媒 として働いた事がわかる。


>酸化銅CuOもCu2Oも、酸素Oと銅Cuの結合は共有結合です。

>メタノールと一緒にいて、還元されるなら、
加熱した酸化銅が炭化水素類と一緒にいると還元反応が起こりやすいです。
パラフィン(ロウソクのロウ)を使い古した10円玉に少し乗せてホットプレートで炙ると、表面が還元されて銅の色になります。
理由は中高の範囲を超えて難しいので、ここでは私には説明できないです。
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この回答へのお礼

すごく丁寧にありがとうございます!ほんとに助かりました!参考書は、有機化学の分野ででてきたもので、ホルムアルデヒドの反応のひとつとして、あげられていました。
わかりやすい説明ありがとうございました!

お礼日時:2021/01/03 20:24

空気中の酸素は、酸素分子として安定した状態にあり


容易に分子->原子二つには分離しない

一方熱せられた銅線には活性の高い酸素原子があるので、その酸素原子とエタノールが反応する
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この回答へのお礼

なるほど!たしかに「活性」ですね!ありがとうございます!

お礼日時:2021/01/03 20:22

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