金属のイオン化傾向

金属のイオン化傾向の実験をしていて硫酸に亜鉛版だけをつけた場合亜鉛版に泡が付着しました。
銅版の時は何も起こらなかったです。
しかし亜鉛版と銅版を同時に硫酸にいれた場合二つから泡がでました。
この泡は何なのか教えてください。
またなぜ銅版のみの場合この泡はでなかったのかも教えてください。

No.1 ベストアンサー 回答者： atozu 回答日時： 2007/10/04 16:19

その実験で亜鉛板と銅板を配線で繋ぎませんでしたか？

そうだとすればそれはボルタ電池です。
以下のような反応が起きています。
亜鉛側　Zn→Zn(2+)+2e-

銅側　2H(+)+2e-→H2

銅と亜鉛を比べ、亜鉛のほうがイオン化傾向が強い為、亜鉛イオンとして硫酸に溶け出します。そして、余った陰イオンは配線を通って銅側へ行きます。このとき、銅にとって陰イオンは余分なので陰イオンを放出します。こういう事が有って、上の反応が起きています。
よって、出てきている泡は水素です。
このとき水のなかで余っているSO4(2-)とZn(2+)ですが、この２つは水の中では分離せずに化合してZnSO4になります。

No.3 回答者： htms42 回答日時： 2007/10/04 23:31

希硫酸に亜鉛を入れると水素が発生します。

この時
Ｚｎ→Ｚｎ(２＋)＋２ｅ(－)
２Ｈ(＋)＋２ｅ(－)→Ｈ２
が起こります。この電子のやり取りは亜鉛板の表面で起こります。

希硫酸に銅を入れても反応は起こりません。

亜鉛板と銅板を接触させて希硫酸に入れます。亜鉛は当然硫酸と反応しますこの時亜鉛の原子から出た電子は亜鉛版、銅板の両方の表面で水素に渡されます。水素の泡は両方から出ます。。（銅板と亜鉛版をリード線でつないでも同じことです。リード線の材料は銅線です。）

金属の中を電子が自由に動き回ります。金属原子の種類が異なっても両方を移動します。
亜鉛の方がイオン化傾向が大きいということは亜鉛の方から銅の方に電子の移動の圧力がかかっていると考えるとわかりやすいのではないでしょうか。
亜鉛の電子が同の表面まで行ったというのではなくて亜鉛の電子に押されて銅の方の電子が押し出されたと考えてください。そこで水素に電子が渡されても銅は溶けません。電子の不足状態は亜鉛の方で起こっています。

亜鉛の表面で電子が渡されるのを禁止すると銅板の表面ですべての電子が渡されることになります。電池として利用するためにはこの方が都合がいいです。このために昔は亜鉛板の表面に水銀を塗っていたことがあります。水銀の表面では水素の反応が抑制されるという性質を使っています。

もし銅板の表面に酸化銅の膜がついているとします。
ＣｕＯ＋２Ｈ(＋)＋２ｅ(－)→Ｃｕ＋Ｈ２Ｏ
の変化が起こります。泡は出ません。この反応によって新しい銅の表面が出てきます。この後は上で考えたのと同じことが起こります。
ここでも電子の移動が関係しない直接反応が銅板上で同時に起こる可能性があります。
ＣｕＯ＋２Ｈ(＋)→Ｃｕ(２＋)＋Ｈ２Ｏ

No.2 回答者： zap35 回答日時： 2007/10/04 16:31

Zn + H2SO4　＝　H2 ＋ ZnSO4

出る泡は水素です。

実験で使用したのはおそらく希硫酸ですね。
銅板は希硫酸では溶けませんので、泡は出ません（濃硫酸でないと溶けません）

＞亜鉛版と銅版を同時に硫酸にいれた場合二つから泡がでました
このときの銅板はピカピカに光る新しい銅板でしたか？
表面が錆びていると（酸化銅）が溶けて水素が発生したかもしれません。
また亜鉛と銅が導線で接続されていたなら、銅板側で水素が発生します
（ボルタ電池の原理）