まとめ
- 青色の美しい結晶を持つ無機化合物であり、水溶液から溶質を純粋な結晶として取り出す「再結晶」の学習において代表的な物質である。
- 化学的には、硫酸と銅化合物の中和反応によって生成される「塩（えん）」に分類される。
- 強酸である硫酸と弱塩基に由来する銅イオンの組み合わせにより、その水溶液は酸性を示す性質を持つ。
解説
硫酸銅（主に硫酸銅(II)五水和物）は、温度による溶解度の変化を利用して物質を分離する「再結晶」の実験で頻繁に用いられます。ホウ酸や硝酸カリウムと同様に、温度が下がると溶解度が大きく減少するため、高温の飽和水溶液を冷却することで効率よく青色の平行四辺形の結晶を得ることができます。これに対し、食塩のように温度による溶解度変化が小さい物質は、溶媒を蒸発させる手法が適しています。
また、化学反応の視点では、酸とアルカリが反応して互いの性質を打ち消し合う「中和」によって生じる物質です。硫酸（強酸）と水酸化銅(II)（弱塩基）の反応を例にとると、生成される硫酸銅の水溶液は酸性を示します。これは、反応に関与する酸と塩基の強弱の組み合わせによって、生成される塩の性質が決まるという化学の基本原理を反映しています。
硫酸銅(II)五水和物の結晶を加熱して水分を飛ばすと、無水物と呼ばれる白色の粉末に変化します。この無水物は水に触れると再び青色に戻る性質があるため、微量の水の検出に利用されることがあります。また、日本初の女性化学者である黒田チカは、天然色素の研究で大きな足跡を残しており、科学史の一端として紹介されることが多い人物です。
硫酸銅は、宝石のようにきれいな青色をした結晶を作る物質です。理科の実験では、水に溶かした物質をふたたび粒として取り出す「再結晶」という勉強でよく使われます。
水に溶ける量は温度によって決まっていて、お湯にはたくさん溶けますが、冷たい水にはあまり溶けません。そのため、あたたかい水にたっぷり溶かしてからゆっくり冷やすと、きれいな青色の結晶が出てきます。食塩などは冷やしてもあまり出てこないので、物質によって取り出し方がちがうのがおもしろいところです。
青色の硫酸銅を火であぶって温めると、なんと真っ白な粉に変わります。これは、中に入っていた水分がなくなったからです。そこに水を一滴たらすと、一瞬で元の青色にもどります。手品のような不思議な変化ですね。
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