亜鉛と希硫酸の反応で水素が発生する理由とそのメカニズム

化学

2025.10.27

亜鉛に希硫酸を加えると水素が発生する反応が起こります。この反応がなぜ「硫酸の性質」によるものか、またその際に酸化作用ではなく強酸性が利用されている理由について詳しく解説します。

1. 亜鉛と希硫酸の反応とは？

亜鉛と希硫酸を反応させると、亜鉛が水素を発生しながら亜鉛イオンに変わります。この反応式は次の通りです。

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2

この反応では、亜鉛が水素イオンと結びついて水素ガスを放出します。

硫酸（H2SO4）は強酸であり、酸性の水溶液では水素イオン（H+）を供給します。亜鉛は酸性の環境で反応しやすく、硫酸が提供する水素イオン（H+）が亜鉛の表面で亜鉛を溶かすのです。

酸化還元反応ではなく、主に酸の供給源として硫酸の強酸性が反応を促進します。つまり、亜鉛が酸化されることによって水素が発生するのではなく、酸性環境で亜鉛が水素イオンを引き寄せて水素を放出しているのです。

硫酸は酸化剤としての性質も持っていますが、この反応ではその酸化作用は利用されていません。硫酸の酸化作用が関与する反応は、例えば濃硫酸と反応する金属の酸化反応です。

しかし、希硫酸の場合、酸化作用ではなく酸性の性質、すなわち水素イオンを供給する性質が主に働いています。したがって、亜鉛と希硫酸の反応では酸化作用ではなく、強酸性によって水素が発生します。

この反応は実験室だけでなく、実際の日常生活にも応用されています。例えば、亜鉛電池や乾電池の構造には、このような亜鉛と酸の反応が利用されています。また、金属の腐食や処理方法にも関連があります。

また、亜鉛と酸の反応を利用することにより、金属の清掃や保護にも役立ちます。例えば、亜鉛が酸と反応して腐食を防ぐ役割を果たします。

亜鉛に希硫酸を加えた反応で水素が発生する理由は、硫酸の酸性の性質にあります。硫酸が水素イオンを供給し、亜鉛と反応することで水素ガスが発生します。これは酸化作用ではなく、強酸性が影響しているためです。日常生活における実験や応用においても、この反応は広く利用されています。