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A 回答 (4件)

カルシウムの反応を調べるために金属カルシウムを生徒に渡すと


「これを食べると体にいいんでしょう。口に入れてもいいですか。」
と言う生徒が毎年いました。
TVのCMで「カルシウム一日600mg・・・」というのをよくやっていましたから。
「鉄骨飲料」というのもありました。
食塩の中に(成分元素として)含まれているナトリウムとナトリウム単体との区別が曖昧な文章もよく見かけます。このコーナーの回答の中でも見ることがあります。

「ある元素を成分として含む化合物とその元素の単体が区別できていない」、
「どこが違うか分からない」
というのが世間的には一般的なのではないでしょうか。

水素と水素の化合物である水とは全く異なる物質であるということは皆が知っていることなのに鉄と鉄の化合物、銅と銅の化合物は同じようなものだとしてしまうことが多いのはどうしてでしょう。金属元素に特有のことなのでしょうか。

イオンは化合物を作ります。
イオンは電荷を持っていますから必ず反対の符号の電荷を持ったイオンが存在しています。銅イオンだけが集まって出来た物質というのは存在しません。
銅の原子が集まって出来ている物質(単体)は金属です。
銅の化合物は金属ではありません。
電線が錆びれば電気が流れなくなります。
錆びるというのは反応して化合物に変わったということです。
金族ではない別の物質になってしまっているのです。

金族と金属元素の化合物を区別しないというのが広く見られるのは、金属を利用する場合に表面は別の物質になっていてもな中は同じだと認識している場合が多いことが理由なのかもしれません。

CuとCu^(2+)の区別を実体とは関係のない表記上のもの、従ってあまり神経質にならなくてもいいものとしている分野もあるかもしれません。
水質検査の分野の本でアンモニア性窒素の図を見るとたいていNH4になっています。NH3かNH4^(+)のどちらかしかないはずです。亜硝酸イオンのはずがNO2になっている図も多いです。
高等学校の生物部や地学部の研究発表はたいていはこの表現になっています。水質検査、公衆衛生の専門家の書いた本でそのようになっているのですから当然高校生も使います。うるさくいうのは化学が専門の人だけで、それ以外の分野では神経質に区別しなくてもいいだろうという認識が広まっているのかもしれません。困ったことです。うんざりしています。
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原子レベルの仕掛けとしては、電子の数だけが違います。


分子レベルの話としては、銅と銅イオンでは化学的な性質が違います。全く別の物質となります。
単純に考えると、水和でできるかできないかかと。
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うーん。


#1のお答え通り、と言いたいのですが、水に溶けていてもイオンでないものはたくさんあるので。
銅と銅イオンという対比をした場合には、
銅:電気的に中性で原子、ないし単体。
銅イオン:原子から一個ないし二個の電子が外れた状態で対応する陽電荷(プラス電荷)を持っている。
という事になります
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こんばんは。



ご質問文を拝見するに、あまり厳密で詳しいことを書かないほうがよいと思いましたので、
シンプルに回答します。

銅: かたまり、粉など、形が目に見える状態

銅イオン: 水溶液に溶けていて、形が見えない状態
 
です。
基本的には、銅以外の物質についても、同じことです。

ご参考になりましたら。
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Q金属銅と銅イオン

いきなり唐突なんですが「銅イオン」と「金属銅」ってどうちがうのですか?

Aベストアンサー

単刀直入なお答えが続きましたので、多少補足します。
「金属銅」は元素、銅(Cu)の単体で、ご存知のように「金属」です。
金属ですから導電性もありますし、熱伝導も優れています。磨けば光ります。また、金と「固溶体」を作り金の「やわらかさ」を補う事が出来るなど、ある意味合金の王様でもあるでしょう。
元素銅はイオン化傾向(酸化電位と同意義)が水素より小さく、よって酸と反応して水素を発生しながら溶けるということはありません。
社寺の屋根などに使われることから分かるように耐候性にも優れています。
wiki↓
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%8A%85
「銅イオン」銅イオンは元素銅から電子が1ないし2失われた化学種です。
Cu^1+ は正四面体配位が安定で、酸化物の色はくすんだ銅色、テトラキスアセトニトリル銅(+1)などは無色透明。一般に空気中の酸素で酸化され易くCu^+2に変わります。酸化物は整流能(ダイオード)があるので昔は整流器に使われたとか(wiki様のお達し)

Cu^+2 は平面四配位が安定で、硫酸銅五水和物の深い青が有名(水に31.7g/100mLaqも溶ける)、但し、無水物は無色。配位子によって淡緑にも濃緑にもなります。Cu^1+より扱いやすく、電気分解して純粋な銅を作る電解精錬に使われます。

銅イオンはイオン結晶を作り常温では上記酸化銅のような例を除き導電性はありません。

実験室では昔、窒素ガス中の微量酸素を除くのに金属銅粉末を詰めたガラス管を電気で加熱して使いました。Cu^1+の間は分かりませんがCu^+2ができはじめると黒っぽくなるので、今度は純水素を流しながら加熱します。すると銅が還元され水が滴り落ちてきます…。(昔の人は大変だった)
長すぎました…、失礼。
m(_ _)m

単刀直入なお答えが続きましたので、多少補足します。
「金属銅」は元素、銅(Cu)の単体で、ご存知のように「金属」です。
金属ですから導電性もありますし、熱伝導も優れています。磨けば光ります。また、金と「固溶体」を作り金の「やわらかさ」を補う事が出来るなど、ある意味合金の王様でもあるでしょう。
元素銅はイオン化傾向(酸化電位と同意義)が水素より小さく、よって酸と反応して水素を発生しながら溶けるということはありません。
社寺の屋根などに使われることから分かるように耐候性にも優れてい...続きを読む

Q銅イオンと銅の電子の入り方

化学の授業で、
「Cuの電子配置は
 1s(2)2s(2)2p(6)3s(2)3p(6)3d(10)4s(1)
 ですが、
 2価イオンになる時には4sから2個の電子が取れる」、という説明を受けました。
普通に考えたら、電子は4sから1個と3dから1個が取れるような気がするんですけど…何かそういうルールがあるのでしょうか???

Aベストアンサー

Cuの電子配置 1s(2)2s(2)2p(6)3s(2)3p(6)3d(10)4s(1)
Cu2+の電子配置 1s(2)2s(2)2p(6)3s(2)3p(6)3d(9)
であってます。

Cu+は通常スピンレスなので、電子配置は 1s(2)2s(2)2p(6)3s(2)3p(6)3d(10)
と考えられますので、Cu2+になるときは4sから1個と3dから1個が取れるで良いと思います。

Qイオンラインの出来る理由は?

子どもが自由研究で寒天に銅の電極を差し込み、電池につなげイオンの動きを見る実験をしています。
ある程度まで銅イオンが広がっていくとまるで壁にぶつかったかのようにラインが出来上がりました。ネットで検索すると「イオンライン」と言う言葉は見つかりましたが、どうしてそうのようなラインができるのかがわかりません。
イオンラインの出来る理由と、参考文献等を教えていただけませんでしょうか。

Aベストアンサー

確認したわけではありませんが,おそらくということで.
今は銅イオンの電気泳動のことだけに目が行っているのだと思いますが,このような実験のもうひとつの定番は,ゲル内での pH 勾配の観察です.
陽極に銅を用いた場合でも,陰極側では水が OH- になるという反応が起こっており,結果として陰極の近辺の pH が上がっていきます.OH-イオンの電気泳動もありますので,全体としては,陰極に近づくにつれて pH の高くなる状況が作られていきます.
ところで硫酸銅(II)の水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を垂らすと何がおこるか,理科の教科書に載っているでしょうか.このとき,水酸化銅(II)という水色の沈殿が生じます.
イオンラインは,おそらくCu2+イオンが陰極に向かって移動していった結果,陰極側で生成したOH-と反応し不溶性の水酸化銅(II)にとなり,それ以上の電気泳動がおこらなくなるために,そこで帯状にイオンが止まるように見えるようになるというのが,私の予想です.
さて,これは確かめられるでしょうか?
たとえば,寒天に酢を混ぜておきます.そうするとOH-を消費してくれるでしょうから,イオンラインができるにしても,ずっと陰極に近いところになるのではないでしょうか.
そういう比較実験を考えて,原因を検討するというのも,よい研究になると思います.

確認したわけではありませんが,おそらくということで.
今は銅イオンの電気泳動のことだけに目が行っているのだと思いますが,このような実験のもうひとつの定番は,ゲル内での pH 勾配の観察です.
陽極に銅を用いた場合でも,陰極側では水が OH- になるという反応が起こっており,結果として陰極の近辺の pH が上がっていきます.OH-イオンの電気泳動もありますので,全体としては,陰極に近づくにつれて pH の高くなる状況が作られていきます.
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Q銅イオンはなぜ2価と1価があるのか

高校化学の教科書に、
硝酸銀水溶液中に銅片をいれておいた反応を

 Cu → Cu^2+ + 2e^-
 2Ag^+ + 2e^- → 2Ag
∴ Cu + 2Ag^+ → Cu^2+ + 2Ag

と示しています。
なぜ、銅イオンは2価とされるのでしょうか?
硝酸が影響するのでしょうか?
それとも水溶液中では銅は必ず2価のイオンになるのでしょうか?
原子番号が29の銅は、最外電子核には1個の電子が存在しているのだから、
安定した状態になるとすれば、1価の銅イオンになるのではないのですか?
銅は1価よりも2価のイオンのほうが地球上に多くあるという事は、
2価のイオンであるほうが安定している(?)という事で、
納得するべきかどうか悩んでいます。

早急なるご回答をいただけますように、どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

4s軌道と3d軌道のエネルギー準位はほとんど同じなので、[Ar](4s)1(3d)10と[Ar](4s)2(3d)9を考えれば、1価と2価が安定というのがわかると思います。
2価まで行ってしまうのは、地球上にある物質と結びつくときにはそこまで行くのが最もエネルギー的に得だということだと思います。

参考URL:http://www5f.biglobe.ne.jp/~rokky/kaisetu/0/hukuenergy.htm

Q靴に10円玉を入れると銅イオンが殺菌するといいますが、イオン化するので

靴に10円玉を入れると銅イオンが殺菌するといいますが、イオン化するのでしょうか?

少々湿った靴とはいえ、周りにあるのはほぼ空気ですよね?本当にイオン化するのでしょうか?マイナスイオンのように胡散臭い話と捉えたほうがいいですか?

Aベストアンサー

10円玉を試したことはありませんが,銅の繊維入りの靴下をはいたことがあります.
私は,足の裏に汗をかく体質だというのはあるかもしれませんが,足が薄く青くなりました.銅の色です (染料が落ちたのではないということ).私でなくても汗は意外に馬鹿にならない量かいているうえ,電解質やアミノ酸や有機酸のような錯形成するような成分を含んでいます.なので,銅表面の酸化物がある程度溶けるんでしょう.10円玉を醤油で磨くときれいになるのと同じ理屈で.
なので,イオン化はすると,経験に基づいて言えます.
ただし,銅イオン自体に一定の抗菌力があること自体は事実ですけど,実際の条件で抗菌力としてどのレベルになるかまでは知りませんが.

Q中3の息子 成績が下がりすぎ こんなはずでは・・・

現在中3の息子です。
小学生時代 本当に頭のよく切れる子でした。小さいころからでした。
小学校の頃 担任が変わるたびに この子は考える力がずば抜けているとか 頭がいいとか かなり褒めて頂きました。
コツコツ真面目にするタイプではなく呑み込みが早く 思考力もあったように思います。
なので私も いつしかできて当たり前と思うようになったんです。
公立の小中ですが小学校では私立受験する子より賢いと先生に言って頂き 中1でもクラスで1・2の順位だったと思います。
中学から塾にも行きはじめました。
ただ、今までは 授業を聞けばそれだけで理解できていたのが そうはいかなくなってきたようで (結局天才ではなかったんですよね)成績は右肩下がり 偏差値は15は落ちたでしょうか。
勉強していないわけではないんですが集中力がなく コツコツするのも嫌い、自分は出来が悪いんだとおもうようになり 半分あきらめモード。
でも もともとできる子だったので 真面目に頑張ればそこそこは取り戻せんると思うんです。
本人のやる気がないからどうしようもないし この子は結局こんなもので 勝手に過剰に期待した私が悪いのだと思うのですが
夏休み明けて あの子が?って言うような子が息子よりずっと成績を上げてきていたり みんなにどんどん どんどん抜かされていくのが正直私は 歯がゆくて仕方ないです。

下に3つ下の弟がおりますが この子は本当に勉強ができなくて 理解も応用力もイマイチなんです。息子はその点 弟が10かかるところ1度でクリアできるような子だっただけに もったいなくて仕方ないです。

親の醜い愚痴ではありますが、ご意見お聞かせください。

現在中3の息子です。
小学生時代 本当に頭のよく切れる子でした。小さいころからでした。
小学校の頃 担任が変わるたびに この子は考える力がずば抜けているとか 頭がいいとか かなり褒めて頂きました。
コツコツ真面目にするタイプではなく呑み込みが早く 思考力もあったように思います。
なので私も いつしかできて当たり前と思うようになったんです。
公立の小中ですが小学校では私立受験する子より賢いと先生に言って頂き 中1でもクラスで1・2の順位だったと思います。
中学から塾にも行きはじめまし...続きを読む

Aベストアンサー

塾の講師と家庭教師をいている者です。

お子さん、まるで子供時代の私の話のようです。
中3になってからずるずる成績が落ち続け…。

大人になって今の仕事をするようになって分かったのですが
暗記力と推理力が他の子よりやや勝っていたので
単にテストで点が取れていただけで
勉強の内容をちゃんと理解していなかったんです。

息子さんも同じタイプではないでしょうか?
しかも男の子の場合それまで勉強が出来ると言われていた子には
プライドが高くなってしまっている子が多いので
成績が落ち始めた途端天狗の鼻もぺっきり折れて
やる気も一気になくなります。

おそらく英語や数学、理科の計算を含んだ問題や国語の文法
など理解が必要な分野で中1の基礎からやり直す必要があると思います。

もともと賢いお子さんのようなので、
理解する楽しさを知って、もう一度自信をつけてあげれば
受験モードに入って自分から勉強するようになると思います。

黒板授業の集団型の塾はかえって逆効果になるので
口コミで生徒が集まっている小規模塾か
プロ講師が教える個別塾か家庭教師に教えてもらうのが
良いかと思います。

それと一番気になったのは、お母さんの下のお子さんに対する評価です。
多分お兄さんと正反対の理解するのに時間が掛かるじっくりタイプの
お子さんなのではないでしょうか?

こういうタイプのお子さんは時間は掛かりますが
丁寧に教えてじっくり理解するようにしてあげると
教えたことをずっと覚えていられるタイプだと思います。
(逆にお兄さんは覚えるのも早いけど、忘れるのも早くありませんか?)

こういうお子さんは成長過程の学校や家庭の評価で、
自信をなくしてしまっていて実力を出せないでいる場合が多いのです。
実際、家の塾にこういうタイプの生徒さんがくると
褒めて自信を付けてあげるだけで、一気に成績が上がることが多いです。

お母さんがお子さんのマイナス面ばかりを見てしまうと
伸びるものも伸びなくなってしまいます。
子供の側からしてみると、お母さんの存在って特別大きいんです。
普段の生活の中で勉強に関係のないことでもどんどん褒めてあげてくださいね。

塾の講師と家庭教師をいている者です。

お子さん、まるで子供時代の私の話のようです。
中3になってからずるずる成績が落ち続け…。

大人になって今の仕事をするようになって分かったのですが
暗記力と推理力が他の子よりやや勝っていたので
単にテストで点が取れていただけで
勉強の内容をちゃんと理解していなかったんです。

息子さんも同じタイプではないでしょうか?
しかも男の子の場合それまで勉強が出来ると言われていた子には
プライドが高くなってしまっている子が多いので
成績が落ち始めた途端天狗...続きを読む

Q化学の銅と塩酸の反応についてです

一般的には銅はイオン化傾向が小さく、希塩酸と反応して水素は発生しない。といわれていますよね。

ある質問で、塩酸濃度の違いによっては銅と反応して水素ができる。と意見があったのですが、詳しい方、どうか教えてください。

ネットなどで見る限り、わずかに反応はするものの水素が発生することはないようなのですが…

Aベストアンサー

CuO+2HCl→CuCl₂+H₂O
水素はできません。
 また、塩酸に過酸化水素水を少し入れると溶けます。

銅の表面には空気中の酸素と徐々に反応して酸化銅の皮膜が形成されますので、古い十円玉を塩酸につけると緑色の銅イオンが確認できます。

Q銅板をもちいた電気分解 電解質はなぜ必要か?

電池の両極を銅板につなぎ、銅板を寒天(NaClを含む)に突きさして電気を流し、電気分解させる自由研究を行っています(私は大学生、自由研究をやっているのは中学生)

正極からはCuが銅イオンになること、陰極からは水素が発生することは分かります

ただ、なぜ寒天(溶液中)に電解質(NaCl)がなければいけないかがよく分かりません

というのも、
正極:Cu→Cu+2と2e-
陰極:2H2O+2e-→H2+2OH-

という反応が起こることは分かりました
しかしこの中に、NaClは登場していないことが謎です

陰極付近で、この反応にNaClが何か一役かっているらしいのですが
分かりやすく教えていただけますか

よろしくお願い致します

Aベストアンサー

その場合食塩を支持電解質(supporting electrolyte)と呼びます。
食塩は不適切です、塩素が出るから。
通常、水酸化ナトリウムか硫酸を使います。
使う理由は、こいつが無いと電流密度(電解速度と言う人もいる)が小さ過ぎて効率がバカバカしい程小さいからです。
厳密な説明は大学院レベルの教科書でないと書いていないし、理解不能です。
だけど超簡単に説明すると、
1.水素イオンや銅イオンは対極に向って「泳いでいない」
2.じゃあどうやって対極にたどり着くのか、と云うとただの「拡散」
3.だから電解に高い電位差(電圧)を掛けても、無意味で「煮立つ」
4.今回のNaClではNa^+とCl^-は電荷を受け渡すだけで、何もしない。
5.受け渡す役が居ないとやたら遅い、だからそのために支持電解質が必要。
6.食塩も電荷を渡す以外何もせず、ほとんど意味が無いイオンの移動方法はやはり拡散しかない
7.では電極の周りで何が起きているかと言うと、いつも出て来る「電解二重層(イオン二重層、電気二重層が好きな人が居る)」が働いている、およそ水(今回は水媒体だから)二層、ここに含まれているイオンだけが電場に引かれ、電子とイオンを電極とやり取りする
8.ここから離れたらイオンはまたのんきに拡散で対極向けて旅をするが、ほとんどのイオンは対極に辿り着けず、終わりになる、別に消える訳じゃ無く、電解は電解質濃度が高い範囲で無いと効率が悪すぎる。
9.だから水の電解など工業的に行うと地獄だ

その場合食塩を支持電解質(supporting electrolyte)と呼びます。
食塩は不適切です、塩素が出るから。
通常、水酸化ナトリウムか硫酸を使います。
使う理由は、こいつが無いと電流密度(電解速度と言う人もいる)が小さ過ぎて効率がバカバカしい程小さいからです。
厳密な説明は大学院レベルの教科書でないと書いていないし、理解不能です。
だけど超簡単に説明すると、
1.水素イオンや銅イオンは対極に向って「泳いでいない」
2.じゃあどうやって対極にたどり着くのか、と云うとただの「拡散」
3.だから電...続きを読む


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