硫酸銅溶液とアンモニア水を加熱した物について

質問

高校の課題で、硫酸銅溶液とアンモニア水を加熱して焦げて黒くなった物の正体が何かを調べるように言われて、検索したり、本でも調べたのですがわかりません。どなたか教えていただけませんか？

回答No.2

htms42

確認です。
硫酸銅にアンモニア水を加えると２つの変化が見られます。
（１）まず沈殿が生じます。
（２）その後その沈殿が溶けます。溶液の色は初めの硫酸銅の溶液の色よりも濃い青です。

加熱は（１）（２）どちらの段階でやられましたか。
（１）だとします。
　（イ）水溶液のままで加熱したのですか。
　（ロ）生じた沈殿を取り出して沈殿を加熱したのですか。

推測ですが（１）（イ）ではないでしょうか。

硫酸銅水溶液に濃い目（１Ｍ程度以上）の水酸化ナトリウム水溶液を加えます。青白色に青色の混ざったどろっとした沈殿が生じます。これは放置しておくと試験管に付着している部分から黒く変わってきます。加熱すると変化が速く起こります。
教科書では水酸化銅Ｃｕ(ＯＨ)２の沈殿が生じるとかかれていると思います。どろっとしているのはいくらか両性元素的な性質が出てくるからです。ＯＨ^－の濃度が高いとＣｕ(ＯＨ)３＾－、またはＣｕ(ＯＨ)４^２－のようなイオンが混ざって生じているのでしょう。水酸化アルミニウムの沈殿がどろっとしているのと同じような仕組みです。
この状態から生じる黒い物質として考えられるのは酸化銅です。水の中で脱水が起こるのです。
反応式としては
Ｃｕ(ＯＨ)２→ＣｕＯ＋Ｈ２Ｏ
です。
銀イオンに水酸化ナトリウムを加えると褐色のＡｇ２Ｏが沈殿します。銀の場合は水酸化物からの脱水が銅の場合よりももっと起こりやすいと考えられます。
２Ａｇ^＋＋２ＯＨ^－→２ＡｇＯＨ→Ａｇ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ
です。

薄い（０．０１Ｍ程度以下）水酸化ナトリウム水溶液でやると割合とさらっとした青白色の沈殿が出ます。加熱すると徐々に黒くなっていきます。
どろっとした状態での方が黒くなる変化は速いです。

アンモニア水の場合もさらっとした青白色の沈殿が生じます。
加熱すると黒くなっていきます。やはり、水酸化銅の脱水反応だと思います。

ＣｕＳが生じるというのは考えられません。
結晶硫酸銅を加熱しても簡単には硫化銅はできないのですから
水溶液の加熱で硫化銅を作るのは無理です。
坩堝での加熱をイメージしておられるのではないでしょうか。
こういう実験は高等学校でやりません。

回答No.1

noname#160321

はじめにあった元素：銅、イオウ、酸素、水素、窒素だけ。
揮発しないで残る可能性のあるのは銅だけ、銅の単体ではないから、銅の化合物。
可能性があるのは硫化銅か酸化銅かその混合物か酸硫化銅(Ｃu2SO)。
窒化銅はアンモニアの揮発性を考えると考えにくい。
文献によると(窒素は入っていないが)Ｃu2Ｓみたい。↓
http://www.iop.org/EJ/article/1468-6996/6/1/A13/STAM_6_1_A13.pdf?request-id=d36d0701-3406-4a98-b720-04e35c548ef7

お礼

助かりました。
本当にありがとうございます。