まとめ
- 粉末状にした銅のことで、空気中で加熱すると酸素と化合して黒色の酸化銅（Ⅱ）へと変化する。
- 反応に関与する銅と酸素の質量の比は常に「4：1」であり、生成される酸化銅を含めると「4：1：5」の割合となる。
- この一定の割合で物質が結びつく規則性は「定比例の法則」と呼ばれ、化学変化における質量の計算の基礎となる。
解説
銅粉をステンレス皿に薄く広げ、ガスバーナーで十分に加熱すると、赤褐色の銅が空気中の酸素と結びついて黒色の酸化銅（Ⅱ）に変化します。この化学変化を化学反応式で表すと「2Cu + O2 → 2CuO」となります。実験の際には、銅粉を薬さじで丁寧にかき混ぜながら繰り返し加熱することが重要です。これは、粉末の内部まで空気（酸素）を十分に行き渡らせ、未反応の銅が残らないようにするためです。
定量的な視点では、銅と酸素が結びつく質量の比は常に4：1になります。例えば、2.0gの銅粉を完全に酸化させた場合、結びつく酸素は0.5gとなり、合計2.5gの酸化銅が得られます。グラフを用いた問題では、この比例関係を読み取ることがポイントです。また、加熱が不十分で質量の増加が止まっていない場合、未反応の銅がどれだけ残っているかを算出する応用問題も頻出します。
銅粉とは、金属の銅を細かくけずって粉にしたものです。この粉を火であたためると、空気の中にある酸素とくっついて、もともとの赤茶色から真っ黒な色に変わります。この黒くなったものを「酸化銅」とよびます。
銅と酸素がくっつくときには、重さのルールがあります。銅の重さが「4」に対して、くっつく酸素の重さは必ず「1」になります。例えば、4グラムの銅をしっかりあたためると、1グラムの酸素がくっついて、あわせて5グラムの酸化銅ができるのです。
実験をするときは、粉を平らに広げて、よくかきまぜながらあたためるのがコツです。そうしないと、中の方にある銅に酸素がとどかず、色の変わらない銅が残ってしまうからです。
みんなが使っている10円玉も銅でできています。新品の10円玉はピカピカしていますが、使っているうちに黒っぽくなっていくのは、空気中の酸素と少しずつ合体して「酸化」が進んでいるからなんですよ。
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