２００４年１１月１１日（木）　04ko2-29　銅と銀

今日は，銅や銀について学びましょう。銅や銀といえば，オリンピックのメダルを思い出しますね。　　　　　　　　　　　　　 　 　今日の学習内容は，次の通りです。 （１）銅 （２）銀 　人類が銅を利用した歴史は大変古く，最古のものは，紀元前８８００年頃の小玉が北イラクで発見されています。もちろん，当時は還元の技術がなかったと思われますから，天然の銅を使ったのでしょう。精錬がはじめられたのは，紀元前５００年頃であると考えられています。 　銅は黄銅鉱ＣｕＦｅＳ２として産出されます。これに石灰石やけい砂を混ぜて加熱し，電気精錬によって銅をつくります。純銅だけではなく，青銅（銅とスズ），真鍮（銅と亜鉛）などの合金としてもよく使われています。銅は延性，展性に富み，電気伝導性や熱伝導性は銀に次いでいます。 　大阪城の屋根が何色か知っていますか。緑色ですね。あれは緑青です。湿った空気中では赤色の酸化銅（Ｉ）の被膜ができ，長く風雨にさらすと緑色の緑青になるのです。緑青の主成分は，塩基性炭酸銅ＣｕＣＯ３・Ｃｕ(ＯＨ)２です。 　銅は酸化数＋２の化合物が多いのですが，酸化数＋１の化合物も存在します。例えば，酸化銅（Ｉ）Ｃｕ２Ｏや塩化銅（Ｉ）ＣｕＣｌなどです。 　２価の銅イオンを含んだ水溶液は青色だといいますが，詳しくいえばテトラアクア銅（ＩＩ）イオン［Ｃｕ(Ｈ２Ｏ)４］２＋が青色の原因なのです。

１９　銅と銀 （１）　銅 　　　　Ｃｕ　ｃｏｐｐｅｒ　←　ｃｙｐｒｕｓキプロス島（古代の銅鉱山） 　　　　酸化数＋２の化合物が多い，＋１の化合物も存在 　　　　ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ（青色）⇔ＣｕＳＯ４（白色） 　　　　水の検出に使われる。 　　　　熱濃硫酸と反応して，二酸化硫黄を発生する。 　　　　Ｃｕ　＋　２Ｈ２ＳＯ４　→　ＣｕＳＯ４　＋　２Ｈ２Ｏ　＋　ＳＯ２↑ 　　　　０　　　　　　　＋６　加熱　＋２　　　　　　　　　 　　　　＋４ 　　　　 　　　＜塩基との反応＞ 　　　　銅（ＩＩ）イオンに塩基を加えると，水酸化銅（ＩＩ）になる。 　　　　Ｃｕ２＋　＋　２ＯＨ−　→　Ｃｕ（ＯＨ）２↓ 　　　　ＣｕＳＯ４　＋　２ＮａＯＨ　→　Ｃｕ(ＯＨ)２↓　＋　Ｎａ２ＳＯ４ 　　　　アンモニア水を加えると，テトラアンミン銅（ＩＩ）イオンになる。 　　　　Ｃｕ(ＯＨ)２　＋　４ＮＨ３　→　［Ｃｕ(ＮＨ３）４］（ＯＨ）２ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　テトラアンミン銅（ＩＩ）水酸化物 　　　＜加熱＞ 　　　　水酸化銅（ＩＩ）を加熱すると酸化銅（ＩＩ）になる。 　　　　Ｃｕ(ＯＨ)２　→　ＣｕＯ　＋　Ｈ２Ｏ 　　　＜酸との反応＞ 　　　　酸化銅（ＩＩ）に希硫酸を加えると，銅（ＩＩ）イオンになる。 　　　　ＣｕＯ　＋　２Ｈ＋　→　Ｃｕ２＋　＋　Ｈ２Ｏ 　　　　ＣｕＯ　＋　Ｈ２ＳＯ４　→　ＣｕＳＯ４　＋　Ｈ２Ｏ

水の検出方法としては，塩化コバルトが有名です。中学校の教科書でも，青色の塩化コバルト紙が登場しましたね。塩化コバルト以外に硫酸銅（ＩＩ）（無水硫酸銅）ＣｕＳＯ４でも水を検出することができるのです。 　次は銀です。銀は紀元前３０００年頃には使われていたと考えられています。語源は輝く，明るいという意味だそうです。当時，銀は金よりも価値があったようです。銀行の銀はもちろんＡｇのことです。 　銀は主として輝銀鉱Ａｇ２Ｓとして産出します。また，遊離銀として存在することもあります。 　銀は，金属の中でも最も電気伝導性や熱伝導性に優れた金属です。また，空気中では酸化されにくい金属です。したがって，指輪や食器に使われるのです。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　銀の酸化数は，主に＋１ですが，＋２や＋３も存在します。高校では，＋１だけと考えても大丈夫です。 　銀といえば感光性ですね。写真のフィルムの感光膜は，塩化銀や臭化銀の微粒子を分散させたものです。これが光に当たると，銀塩が分解して，遊離した銀原子が数個集まって潜像ができます。これに還元剤を加えうると，銀塩が還元されて銀の粒子が大きくなり，黒い像が見えるようになるのです。

（２）　銀 　　　　Ａｇ　ｓｉｌｖｅｒ　ａｒｇｅｎｔｕｍ（ラテン語で輝く） 　　　　酸化数＋１の化合物をつくる 　　　　Ａｇ　＋　２ＨＮＯ３　→　ＡｇＮＯ３　＋　Ｈ２Ｏ　＋　ＮＯ２　 　　＜塩基との反応＞ 　　　　銀（Ｉ）イオンに塩基を加えると，酸化銀になる。 　　　　２Ａｇ＋　＋　２ＯＨ−　→　Ａｇ２Ｏ↓　＋　Ｈ２Ｏ 　　　　２ＡｇＮＯ３　＋　２ＮａＯＨ　→　Ａｇ２Ｏ↓　＋　Ｈ２Ｏ　＋　２ＮａＮＯ３ 　　　　さらにアンモニア水を加えると，ジアンミン銀（�T）イオンになる。 　　　　Ａｇ２Ｏ　＋　４ＮＨ３　＋　Ｈ２Ｏ　→　２［Ａｇ(ＮＨ３)２］ＯＨ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ジアンミン銀（�T）水酸化物 　　＜ハロゲン化銀＞ 　　　　塩化銀，臭化銀にアンモニアを加えると，ジアンミン銀（Ｉ）塩化物，ジアンミン銀（Ｉ）臭化物になる。 　　　　ＡｇＣｌ　＋　２ＮＨ３　→　［Ａｇ(ＮＨ３)２］Ｃｌ 　　　　ＡｇＢｒ　＋　２ＮＨ３　→　［Ａｇ(ＮＨ３)２］Ｂｒ 　　　　ヨウ化銀ＡｇＩはアンモニア水に溶けない。 　　　　塩化銀，臭化銀にチオ硫酸イオンを加えると，錯イオンになる。 　　　　ＡｇＣｌ　＋　２Ｓ２Ｏ３２−　→　［Ａｇ(Ｓ２Ｏ３)２］３−　＋　Ｃｌ− 　　　　　　　　　チオ硫酸イオン　ビスチオスルファト銀（Ｉ）酸イオン 　　　　ＡｇＢｒ　＋　２Ｓ２Ｏ３２−　→　［Ａｇ(Ｓ２Ｏ３)２］３−　＋　Ｂｒ− 　　　　ヨウ化銀はチオ硫酸ナトリウムＮａ２Ｓ２Ｏ３水溶液に少し溶ける。 　　＜感光性＞ 　　　　ＡｇＢｒの感光性が最大 　　　　　　　　　光 　　　　２ＡｇＸ　→　２Ａｇ　＋　Ｘ２

感光性を調べる実験は，天気のいい日が最適です。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　ビスチオスルファト銀（Ｉ）酸イオンについて，説明しましょう。ビスｂｉｓとは複合置換基の倍数接頭語です。２がビスで３がトリスです。チオスルファトｔｈｉｏｓｕｌｆａｔｅとはチオ硫酸イオンＳ２Ｏ３２−のことですね。したがって，ビスチオスルファトとはチオ硫酸イオンが２個という意味になります。これが１価の銀イオンと塩をつくり，全体として３価の陰イオンになっているのです。〜酸イオンとは錯陰イオンのことでしたね。 　次回はクロムＣｒとマンガンＭｎです。クロムとマンガンといえば，酸化剤を思い出すでしょう。遷移元素のの特徴の一つは，同一元素でも複数の酸化数を示すことが多いことですね。そして，酸化数の高い化合物は，酸化力が強いのです。二クロム酸カリウムＫ２Ｃｒ２Ｏ７や過マンガン酸カリウムＫＭｎＯ４は代表的な酸化剤です。 　今日の学習内容を確認しましょう。 １．電気分解を使って，純銅つくる方法を何といいますか？→電解精錬 ２．硫酸銅（ＩＩ）五水和物と硫酸銅（ＩＩ）の色の違いを答えなさい。→硫酸銅（ＩＩ）五水和物は青色，硫酸銅（ＩＩ）は白色 ３．銅（ＩＩ）イオンに塩基を反応させると，何の沈殿ができますか。→水酸化銅（ＩＩ）Ｃｕ（ＯＨ）２ ４．３の沈殿を加熱すると，何になりますか？→酸化銅（ＩＩ）ＣｕＯ ５．３の沈殿にアンモニア水を加えると，何になりますか？→テトラアンミン銅（ＩＩ）水酸化物［Ｃｕ（ＮＨ３）４］（ＯＨ）２ ６．銀（Ｉ）イオンに塩基を反応させると，何の沈殿ができますか？→酸化銀Ａｇ２Ｏ ７．６にアンモニア水を加えると，何になりますか？→ジアンミン銀（Ｉ）水酸化物［Ａｇ（ＮＨ３）２］ＯＨ