クラスでは、最初に塩化銅（II）粉末を水に溶解して青い溶液を形成するラボを行いました。 。次に、砕いたアルミホイルをその溶液に入れました。それは茶色に変わり、アルミニウムと接触した（元々は青色の）溶液は無色になりました。アルミホイルは茶色になりました。
ここでの私の質問は、アルミホイルの茶色の物質は何ですか、そしてそれが錆びていないことをどうやって知るのですか？
よろしくお願いします。
回答
錆は酸化鉄です。システムに鉄が含まれていないため、錆は発生しません。
茶色の物質は、反応2Al + 3CuCl2-> 3Cu + 2AlCl3。
次に、塩化アルミニウムが加水分解して、無色酸性のAlCl3六水和物を生成しますここでの説明 。
回答
アルミホイルは薄いアルミニウムのシートです。白い色（または銀色）であることがわかります。したがって、固体アルミニウムは白色です。アルミニウム塩は無色です（または白色として表示されます）。 ）。アルミニウム塩が水に溶解すると、溶液は無色になります。 。
さて、無垢の銅の色は何ですか？電線からプラスチックの絶縁体を取り除き、内部の銅線を確認するか、フライパンの銅の底を確認します。 銅は茶色の固体であることがわかります。
銅（II）塩は青色です。したがって、塩化銅（II）を水に溶解すると、青色の溶液が得られます。青い色は、溶液中にCu（II）イオンが存在することを示します。
アルミニウムは銅よりも反応性が高い。したがって、アルミホイルを銅塩溶液に入れると、ホイルの表面（溶液と接触している）のアルミニウム原子が反応し、溶液中の銅（II）イオンに置き換わります（これで塩化アルミニウム溶液になります）。そのため、青色の溶液は無色になります。
元々溶液に含まれていた銅（II）イオンが押し出されて固体の銅粉末（茶色）を形成し、アルミホイルの表面に付着します（化学では、アルミニウムが銅を塩から「置き換えた」と言います）。つまり、アルミホイルに現れる茶色のコーティングは固体銅です。
では、どうやってわかりますかさびじゃないって？鉄の物体は時間が経つにつれてゆっくりと錆びることを知っておく必要があります。これは、鉄が大気中の酸素と反応し、水分の存在下でゆっくりと酸化鉄に変化するためです。したがって、錆は酸化鉄であり、これも茶色です。
これで、 錆びていません > iron 実験のどこでも。アルミニウムと銅は錆びません。
回答
おそらく銅金属であるという点で、同僚に同意します。ただし、酸性塩化銅溶液から始めており、開始水または空気接触のいずれかから酸素にさらされている可能性があることを考えると、もう少し化学反応、より正確には電気化学的（または表面アノードの表示）が行われている可能性があります/カソードメカニズム）。次の反応は、たとえば、酸素の存在下で酸性溶液中の銅、鉄、およびおそらく他の遷移金属（Mn、Co、Ce、Cr、..）で発生することが知られています。
Cu（ l）/ Fe（ll）+ 1/4 O2 + H +-> Cu（ll）/ Fe（lll）+½H2O
鉄の上記の式のソース（これは、 https://wwwbrr.cr.usgs.gov/projects/GWC_coupled/phreeqc/html/final-78.html のhtmlファイル、および関連して、 <のコメントdiv id = "2749b9117f">
）および銅線については、たとえば、 https://en.wikipedia.org/wiki/Dicopper_chloride_trihydroxide 。
いくつかの遷移金属（銅など）が塩基性塩を形成する傾向があることを考慮して、上記の反応を次のように書き直します。
4 Cu（ l）+ O2 + 2 H +-> 4 Cu（ll）+ 2 OH-
大学生と研究者のために、私は興味深いことに、サプリメント「影響」を使用して、この反応の根底にあるラジカル化学経路を導き出しました。大気中の微量ガスの化学に対するエアロゾルの影響：事例過酸化物ラジカルの研究 “”、H。Liang1、Z。M。Chen1、D。Huang1、Y。Zhao1、Z。Y。Li、リンク： https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://www.atmos-chem-phys.net/13/11259/2013/acp-13-11259-2013-supplement.pdf&ved=0ahUKEwj64JTH4ejMAhVCHR4KHegXCu8QFggcMAE&usg=AFQjCNGZWxTNxFPmgaT1bARYjO08w2_wIg&sig2=Gbhj5orSHmeDIV9uy-moYg ：
R24 O2（aq）+ Cu +→Cu2 + + O2−（k = 4.6xE05）
R27 O2− + Cu + + 2 H +→Cu2 + + H2O2（k = 9.4xE09）
R25 H2O2 + Cu +→Cu2 + + OH + OH −（k = 7.0 xE03）
R23 OH + Cu +→Cu2 + + OH−（k = 3.0×E09）
再び正味の反応：4 Cu + + O2 + 2 H +→4 Cu2 + + 2 OH-
ここで、Al / CuCl2で説明した実験では、特に新しく沈殿した銅元素が同様に反応して、通常はゆっくりと観察される鉄の酸化ごとに亜酸化銅のコーティングを形成すると思われます。いわゆる金属自動酸化反応（上記の反応R24）による酸性空気/ CO2混合物中の銅金属：
O2（aq）+ 4 Cu / Fe = Cu（l）/ Fe（ll ）+•O2-
これも可逆反応です。酸性化すると、スーパーオキシドラジカルアニオン（O2-、•O2-、またはO2•-と表記されますが、後者の形式は慣例に従っていますが、読みやすさや活性種の性質の誤解の可能性に重大な問題を引き起こす可能性があります） H2O2（反応R27）につながり、フェントン（または銅を含むフェントンタイプ）反応（上記のR25を参照）を供給して、第二鉄または第二銅塩を生成します。結果として、説明されているように見える暗い色は、実際にはCu2Oの存在が原因である可能性があり、低pHおよび高酸素レベルでは、CuOのはるかに暗いスポットが発生する可能性があります。
65Cを超える温度では、ある研究（ https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0001616069900467 で完全に入手可能な記事をpdfとして参照）は、「電子の到着速度制御ステップとしての熱イオン放出による酸化物-ガス界面」、ここで、これは次の方法でスーパーオキシドラジカルアニオンにつながると予想します：
e-（aq）+ O2（aq）=•O2-
また、別の研究によると、次の反応もあります。
e-（aq）+ H + =•H
ここで、水素プロトン（水蒸気に由来）が明らかに占有しているCu2Oに関連する主要な欠陥から形成された表面Cu空孔（ https://www.jstage.jst.go.jp/article/isijinternational/49/12/49_12_1926/_pdf でのWangとChoによる議論を参照）
tの誘電率の変化により、大気中のスーパーオキシドと水蒸気に注意します。媒体、•O2-は主に•HO2として存在します（プロトンは明らかに水によって容易に提供されます）。さらに、後者のヒドロペルオキシドラジカルは、次の反応を介したH2O2の遅い前駆体（およびR25ごとに上記のフェントン型反応の可能性）であるだけではありません。
•HO2 +•HO2 = H2O2 + O2
しかし、最近、それ自体が酸性ラジカルとして認識されています（の「ラジカル強化酸性度：重炭酸塩、カルボキシル、ヒドロペルオキシル、および関連ラジカルが非常に酸性である理由」を参照してください。 https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpca.7b08081?src=recsys&journalCode=jpcafh ）。