酸化銅は炭素で還元できる
まず、酸化銅を炭素で還元したときの化学反応式を見てみましょう。
2CuO ＋ C → 2Cu ＋ CO2
酸化銅と炭素を加熱によって反応させると、銅と二酸化炭素が発生します。
酸化銅からみると銅が奪われることが分かります。このような反応を還元（かんげん）といいます。では、なぜ酸素は銅とのつながりをやめて、炭素と結びつくのでしょうか？
その理由は、酸素は炭素とも銅とも反応することが可能ですが、「酸素と銅の結びつき」と「酸素と：炭素の結びつき」を比べると、酸素と炭素の結びつく力の方が強いので、このような反応になります。それで、酸素は銅よりも炭素の方と反応しやすいといえます。そのため、上の化学反応式の右辺のような結果になります。
原子どうしの結びつき方については、詳しくは高校の化学で学習します。原子の結びつき方はいくつかのパターンがあって、それぞれ強弱があります。
酸化銅は水素でも還元できる
次に下の式も見てみましょう。
これは酸化銅を水素で還元したときの化学反応式です。
CuO ＋ H2 → Cu ＋ H2O
酸化銅と水素を加熱によって反応させると、銅と水が発生します。
この式も、上の炭素を使ったときの反応と同じような結果になります。「酸素と銅の結びつき」と「酸素と水素の結びつき」を比べると、酸素と水素の結びつく力の方が強いので、このような反応になります。それで、酸素は銅よりも水素の方と反応しやすいといえます。
この式には係数が付いていませんが、水素を使った反応の場合、係数をつけなくても原子の数が左辺と右辺で同じになるので必要ありません。
人間関係みたいに考えるとイメージしやすいかもしれません。酸素から見たら、最初は銅と結びついていましたが、より仲良くしたい方は水素だったので、相手を銅から水素に変えてしまいました。銅から見たら友達を奪われたという形になってしまいます。人間同士だったら色々とトラブルになりますが、原子同士だと結びつきの強弱でこのような結果になります。
酸化銅が銅に変わったことを、どのように確かめればいいでしょうか？
色で判断できます。酸化銅は「黒色」ですが、銅は「赤色」に見えます。銅は見た目から赤茶色と表現することもありますが、教科書で赤色と表現されていれば、その表現で大丈夫です。赤色といえばいちごのような色を想像しますが、実際の銅の色は、そのイメージとは少し違います。しかし理科の世界では銅の色を「赤色」と答えて大丈夫です。
元素の周期表については、以下の記事をご覧ください。
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