金属の種類とイオンのなりやすさの実験(マイクロスケール実験)

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ケン博士
サイエンストレーナーの桑子研です。このサイトで科学を一緒に楽しみましょう。

金属の種類によって、 #イオンのなりやすさ に差があるのかを調べるための実験を行いました。 #マイクスケール実験 を行い、廃液を少なくしました。用意したものは、

3%硫酸銅水溶液 3%硫酸亜鉛水溶液 3%硫酸マグネシウム水溶液 銅板 亜鉛板 マグネシウム板 ピンセット マイクロプレート プチボトル 保護メガネ

です。試薬の調整については次のとおりです。

3%硫酸銅水溶液の作り方:硫酸銅(Ⅱ)5水和物(CuSO4・5H20)4.9g+水100gを融解させる

3%硫酸亜鉛水溶液の作り方:硫酸亜鉛七水和物(ZnS04・7H20)5.6g+水100gを融解させる。

3%硫酸マグネシウム水溶液の作り方:硫酸マグネシウム七水和物(MgSO4・7H20)6.5g+水100gを融解させる。

上の方法でおよそ100gの水溶液ができました。これをプチボトル(10mL)に入れていくと、10本+1本くらいができるので、10班ある場合にはちょうどよい量ができます。

#ナリカ #プチボトル
https://www.rika.com/product/detailed/S75-1140-02

 ナリカさんのプチボトルだと、1滴1滴しっかりと落ちてくれるので、ドバッとでることはありません。このボトルは100円ショップのものでは代用できません。マクロスケール実験で活躍してくれますね。

実験方法は以下の通りです。

① マイクロプレートに金属板を入れる。金属は表面を軽くやすりでこすり、光沢が出るようにしておく。

② 水溶液をプチボトルで6滴程度たらして、金属表面との反応のその様子を観察する。

6滴くらいでも十分観察できます。硫酸銅は少し多めに入れてあげるといいかなと思いました。実際に実験をしてみた結果がこちらです。

こちらがセルの様子です。4番目、7番目、8番目のセルで反応が見られました(左下3つのセル)。

拡大すると、

反応後の金属を取り出してみました。硫酸銅とマグネシウム板の様子です。

左が反応前、右が反応後

硫酸銅と亜鉛版の様子

左が反応前、右が反応後

銅については変化がありませんでした。

黒ずんでいたり、赤っぽくなっていたりと不思議ですね。こちらは反応後のマグネシウムチップ亜鉛チップの様子です。亜鉛の赤いものが付着、マグネシウムチップが少し薄くなっています。

こちらが拡大図です。

右が何もしていないマグネシウムチップ、左が硫酸銅を入れたあとのマグネシウムチップです。

これらの実験をもとに、金属のイオンへのなりやすさを考えていきます。3つの結果から、マグネシウム > 亜鉛 > 銅の順番でイオンになりやすいということが考察できます。

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