10円玉をきれいにする実験(訂正あり)

10円玉を一番きれいにできるのはどれだ選手権  ドンドンパフパフ

出場十円玉
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出場選手 

酢     実力者

醤油   前評判高い

塩水   意外と強そう

ソース  これもいけるかも
 
砂糖水  甘くておいしい

中性洗剤 手垢はきれいになる

タバスコ  都市伝説の強者

希塩酸   取扱注意

希硫酸   廃棄バッテリーの液

洗濯洗剤  酵素パワーのアタック

塩素系漂白剤  次亜塩素酸ナトリウムの漂白作用は侮れません

酸素系漂白剤  過酸化水素は大丈夫か?


競技風景
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結果発表
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酢    きれいだが曇った感じ

醤油   結構きれいだが曇った感じ

塩水   結構きれいだが曇った感じ

ソース  醤油や塩よりはきれい
 
砂糖水  変化なし

中性洗剤 変化なし

タバスコ  きれいだが曇った感じ

希塩酸   ものすごくきれいだが曇りガラスのような感じ

希硫酸   変化なし

洗濯洗剤  酵素パワーのアタックも変化なし

塩素系漂白剤  次亜塩素酸ナトリウムの漂白作用で逆に真っ黒になった

酸素系漂白剤  ピッカピカのテッカテカ



特集 塩素系漂白剤 ブリーチ
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底に黒い粉が・・・


特集 酸素系漂白剤 アタックEX
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なんか周りに青白いものが浮いてない?(たぶん洗剤分が遊離したものだと思うが・・・)

結果拡大

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考察 間違っていたらごめん。訂正教えてくださいね。


10円玉の汚れは、手垢,酸化銅,硫化銅,スズの硫化物なので、これらを取り除くときれいにできる。
ただ、10円玉の成分のうちほとんどが銅なので、主に銅の酸化物を取り除けばいいことになる。

銅のさび(酸化銅)には2種類あって,酸化第二銅(今は酸化銅(II)と書くらしい)が黒っぽい色でCuO、酸化第一銅が赤っぽい色で,Cu2Oです。色から考えて,10円玉の赤さびは酸化第一銅が主だと思われます。

一番きれいになった酸素系漂白剤の場合は、主成分は過酸化水素ですので、酸素を相手に与え相手から酸素を奪い取り、水と酸素になります。これは還元反応といいます。(過酸化水素は還元剤で、相手を還元し、自分は酸化される)酸化銅は酸素を与えられて奪われて、赤茶色の酸化第一銅がぴかぴかの銅になり、酸素の泡が出ます。これを銅が過酸化水素によって還元されたといいます。この還元反応によりぴかぴかになります。加えて、手垢を落とす合成洗剤も入っていますので、とてもきれいになります。
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次にきれいになった塩酸の場合、Cu2O+4HCl→2CuCl2+2H2O+H2(中和反応)で、塩化銅CuCl2は水に溶けますから、銅の表面の酸化物を水に溶かすことできれいにしていると考えられます。ただ、表面を溶かしていることになりますので、表面がざらざらになって、色は銅色になりますがぴかぴかにはならないのは、このためだと思います。
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三番目にきれいになった酢とソースとタバスコは、どれも酢酸が入っており、酢酸は酸化第一銅を溶かします(塩酸と同じで酢酸やクエン酸と中和反応を起こして、酢酸銅などになり、水に溶ける)ので、きれいになったと思われます。塩酸より酸が弱いので、塩酸よりきれいにならなかった(もっと大量に使って、長時間撹拌などをすれば塩酸並にきれいになったかもしれない)のだと思います。もう一つの考えは、酸はイオン式にするとH+と表せます。このH+とCu2Oが出会うと次のような反応になります。Cu2O+4H+→2Cu+2H2O。これも還元反応といいます。従って、第一酸化銅が酸により還元されて銅になったと思われます。(怪しいように思います)ただ、これらの場合、表面がぴかぴかにならず曇っているので、塩酸と同じような反応が主なものではないかと推測されます。

ちなみに、還元反応は、還元される物質が、1、酸素が奪われる、2、水素と化合する、3、電子を受け取る、という三つの状態に大別されます。

四番目にきれいになった塩水と醤油の場合は、塩(NaCl)が水の中で電離して、そのClイオンが酸化第一銅と反応して塩化銅を作って水に溶けるので、酸化第一銅が取り除かれてきれいになるのだと思われますが、よくわかりません。また、水素イオンが酸化第一銅とを還元しているとも考えられます。とりあえず、きれいになりました。醤油の場合は何らかの有機酸が反応していることも考えられます。(醤油の場合はアミノ酸などの有機酸や糖類などが関係しているようです。塩の場合はまだはっきりしていません。が、きれいになったんだよね。)

変化のなかった中性洗剤と洗濯洗剤の場合は、酸化第一銅と反応するものが入っていなかったのできれいにならなかったのかと思われます。

砂糖は酸化銅を還元することができ、二酸化炭素と水に酸化されてしまうはずですが、バーナーで加熱しないとだめなので、反応しなかったんだと思います。砂糖でなくブドウ糖だと還元された可能性があります。

同じく希硫酸ですが、古いバッテリーの電解液を使ったために、液が劣化してしまったので反応が起こらなかったのだと思われます。新しいバッテリーの電解液を使い、なおかつ加熱するとほかの酸と同じような結果になると思われますが、今回は行いませんでした。

塩素系漂白剤の場合は、成分の次亜塩素酸ナトリウムが酸化第一銅と反応し、酸化第二銅と塩化ナトリウムになります。化学式ではNaClO+Cu2O(さび色)→2CuO(黒色)+NaClとなります。このためきれいにはならず、黒っぽくなってしまいました。ちなみに、塩素系漂白剤はアルカリ性で酸素系漂白剤は酸性です。
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ということで、10円玉をきれいにぴかぴかにしたいなら、酸素系漂白剤のワイドハイターEXが一番ということになりました。ドンドンパフパフ。
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上 塩酸 曇っている      下 酸素系漂白剤 ぴかぴか

8/20 大きく訂正(色字の部分)
8/26 塩酸の中和反応式の訂正 後、訂正しなくても良いと良いな

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