学校で化学の宿題が出ました。 「古い10円玉(CuO)をレモン汁と塩酸それぞれで還元...

学校で化学の宿題が出ました。



「古い10円玉(CuO)をレモン汁と塩酸それぞれで還元させ綺麗にするといった実験で、

レモン汁で還元した時と 塩酸で還元した時では、反応する過程が全くことな

るものであることを100字以内で説明せよ」

といった内容でした。



先生のヒント:酸化還元反応と、酸性塩・正塩・塩基性塩が絡んでいる



調べようがないというか、説明をまとめるのが難しいと感じたのでこの場を借りて質問します。



お礼チップは500枚です。

本の一部でもいいので皆さんの意見お待ちしております。

酸化銅（Ⅱ）CuOは、金属酸化物なので、塩基性酸化物です。したがって、酸と反応します。

CuO ＋ ２HCｌ → CuCl2 ＋ H2O の反応が起こり、銅表面の酸化銅（Ⅱ）が塩化銅（Ⅱ）になって溶けるので銅がピカピカになります（酸塩基の中和反応と言っていいと思います）。

レモン汁の反応は、クエン酸の反応ならば、塩酸と同じ反応機構になってしまうので、異なる反応機構とすれば、レモン汁中のビタミンC（アスコルビン酸）の還元作用によると思います。

ビタミンC→２H+ ＋ ２e- で、ビタミンCからH+と電子e-が放出されます。これが、

CuO＋２H+＋2e-→Cu＋H2O となり、銅表面の酸化銅（Ⅱ）が、還元され金属の銅に戻ります。この反応は、酸化還元反応になります。

異なる反応機構ということと、先生のヒントからすれば、これで間違いないと思います。

なお、ビタミンCは、薬局でL－アスコルビン酸として、食用（飲用）として販売されていますが、以前電子酸化還元滴定してその価数を測定したことがありますが、２価だったと思います。それで、２e-で反応式をかきましたが、価数が違っているかもしれません。「ビタミンCから、２H+ と ２e-が、放出され、CuO＋２H+＋2e-→Cu＋H2O の反応によって酸化銅（Ⅱ）が還元されて、銅と水が生じる」と解答すればよいと思います。

ビタミンCは塩化鉄（Ⅱ）の水溶液に加えると塩化鉄（Ⅲ）になるのを防止するので、この鉄をさらに酸化させない還元力からすれば、鉄よりずっとイオン化傾向の小さい銅ならば、金属の単体に還元できるのだと思います。

問題を作成した先生の意図がよくわかりませんが、

いずれにせよ、レモン汁はクエン酸で正体はカルボン酸だから、弱酸。でも塩酸は強酸と考えて、CuCl2となるって話ね。

液中なんでCu2+と2Cl-だけれども。塩酸の場合はきれいになるというより、きれいさっぱりなくなるんじゃないかな。。。。