酸性、アルカリ性の水溶液について

質問

私の学校には、理科のレポートの提出があります。今中２なのですが、
酸性アルカリ性の性質の実験で、塩酸にマグネシウムリボンを入れると、
どうしてあわがでるか？あとマグネシウムリボンを入れると、なぜ水素が
でてくるのか？・・・・・などがわかりません。私の先生は、詳しいことや、それらに関係あることを書かないと、点数をあげてくれないんです。（涙）
どっちでもいいです。わかる方はすぐにお返事ください！
（しめきりが、4、24（水）なんです・・・・・）

回答No.5

po-net · ベストアンサー

こんばんは。

＞私の先生は、詳しいことや、それらに関係あることを書かないと、点数をあげてくれないんです。

それでしたら、お望みのように。。。
漠然とした回答が多いので、私が詳しく書きましょう。

塩酸をはじめとして、酸には水素イオンが含まれていますね。
たとえば、
HCl → H+ + Cl-
のように。
このH+が水の中に多く存在しているほど、酸の強さは強いわけですが、それを「電離度」という数値で示します。
「０≦電離度≦１」で示されますが、１に近いほど強い酸です。
一般に、電離度が１に近いものが強酸といわれます。

金属には酸に溶けにくいものと、簡単に溶けるものがあります。
左から右へ、酸に溶けやすいものからほとんど溶けないものまで書くと、以下のようになります。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H+) Cu Hg Ag Pt Au
・・・物質名は自分で調べてね。

さて、上の元素を見ると、なぜかH+（水素イオン）がありますね。
この位置がポイントです。
一般に、上記の元素列は「イオン化傾向」というものを示しています。

「いおんかけいこう？」・・・という気分でしょうか。
簡単に言えば、「水の中で電離したがるタイプから並べたもの」という感じになります。
ここで、二種類のイオンが水の中にあるとき、以下のような現象が起こります。
　　「イオン化傾向の弱いものは追い出される」

言い換えれば、H+よりも左にある金属が酸に溶けるとき、つまり、よりイオン化傾向の強い物質が溶けようとしているとき、H2（水素分子）として水中から追い出されます。

コレを、Mgのときを想定して、段階を追いながら書くとこうなります。
2HCl + Mg → 2H+ + 2Cl- + Mg2+ + 2e-（e-は電子）
　　　　→MgCl2 + 2H+ + 2e-
　　　　→MgCl2 + H2↑
実際にはこう書きます。
　　　　2HCl + Mg → MgCl2 + H2↑

逆に、＃４の方の言うように、CuやAuはこうはいきません。

ちなみに、H2は気体ですので「泡」という形で出てきます。
だから

＞塩酸にマグネシウムリボンを入れると、どうしてあわがでるか？あとマグネシウムリボンを入れると、なぜ水素がでてくるのか？

という現象が起こるんですね。

ちなみに、このことは高校の化学の範囲です。
難しくてもヘコまないように・・・。

蛇足。。。

水はH+とOH-に分離しますね。
ですから、非常にイオン化傾向の強い物質を水に入れると、溶けてしまいます。
そのときに高温の状態で水素を出すわけですが、その水素に火がついて（？）面白いことになります。
一般にはNaを用いますね。
先生にやってもらいましょう。。。

お礼

最後の水素の実験・・・・・やりました。
いきなりぼんっ！？っていう音がして、はずかしながらも
いすから落っこちちゃいました。
かなりびっくりしました！
それを先生は、フフフ・・・・とか言って笑ってくるんですよぉ！
絶対いいランクをつけさせてやります！（笑）
あ、最後になっちゃいましたがありがとうどざいましたー。

回答No.8

code36

イオン化傾向というものが世の中にはありまして、

「貸そうかな、まあ当てにするな、ひどすぎる借金」というものがあり、

K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

で、左ほどイオン化しやすく、右ほどイオン化しにくいというものです。

それで、(H)が境目で、これより左だと溶けたときに水素を発生し、
右だと水素以外のものを発生します。

ついでにいえば、この右側を溶かすものは酸化力のある酸で、
熱濃硫酸・濃硝酸・希硝酸があります。

ここまでかけば、書きすぎぐらいでしょう。高２の範囲かな？

お礼

ありがとーございます！
記号も頑張って調べますね。

回答No.7

aguitar

あれ、矢印がずれてしまったなぁ...
2HClが誤っているのではなくて、
×Mg2　○2Mg
です。

お礼

たくさんの方、一日でこんなにいっぱい書いてくださってありがとうございます。
すっごくかんしゃでいっぱいです～（ＴuＴ）
これから頑張って書きます！８枚！（地獄・・・・）

回答No.6

aguitar

じゃ僕はできるだけ分かりやすく物語り風に。

塩酸は、塩化水素という気体を水に溶かして作りますね。
塩化水素は、塩素という原子と、水素原子が手をつないで、ペアになっているものです。
さて、この塩素と水素ですが、水に入ると、とたんに仲が悪くなって、離れ離れになって、ばらばらに遊びに行ってしまいます。（ほんとは仲が悪くなるというより、水の分子と仲良くしたいからなんですけど）

さて、塩化水素のカップルには、実は子供がいます。この子供のことを電子といいます。塩化水素カップルが離婚するにあたって、この子供はどちらかに引き取られるわけですが、塩素のほうが力が強いので、必ず子供を連れて行きます。塩素は感心なママ（パパ）で、一人で立派に子供を育てていこうとします。

まぁとにかく、今試験管の中には、水と、子連れの塩素（イオン）と、水素（イオン）がいるわけです。

さて、そうやって一応平和に暮らしている塩酸ですが、ここへ無責任なマグネシウムがやってくると、事件が起きます。
マグネシウムは日ごろ一人で子供を育てています。（ほんとは全員で、助け合いながら、自分達の子供を育てていますが、ややこしくなるので）ところがマグネシウムは無責任なやつで、自分の子供を水素に押し付けてしまいます。
子供を押し付けられた水素イオンはさぁ大変、一人ではとても育てきれないや、と、他の水素イオンと結婚して、水素原子2人で、二人の電子を育てる決心をします。
水素原子と水素原子が結婚すると、これは水素ですから、気体になって、泡になって出てくるわけです。
マグネシウムは、独身気分で水の中を遊びほうけます。
塩素イオンは立派なやつですから、そんな事件など関係なく、自分の子供を連れて生活します。

No.5の方が言ってた電離度とは、カップルが離婚する確率です。塩化水素の場合ほぼ100%が離婚します。
お酢も酸で、水に溶かせば（売ってるやつはとっくに水に溶けてますが）ある程度（かなり少ない。だからお酢は手にかけても大丈夫）の数が離婚します。

また、イオン化傾向とは、無責任さの度合いです。ご覧ください、HよりMgの方が無責任ですね？金(Au)やプラチナ(Pt)はすごくしっかりしていて、まず自分の子供を手放すということはありません。（手放すこともあるけど）

イオンとか電子とかいう言葉が出てきましたね？もし分からなかったら、また質問してみてください。それも書こうかと思ったんですが、もう眠いので今日はこの辺で。おやすみ。

追伸：No.5の方の回答は詳しくて正確なのですが、一箇所だけ誤りがあります。
> 2HCl + Mg → 2H+ + 2Cl- + Mg2+ + 2e-（e-は電子）
は、正しくは 2HCl + Mg → 2H+ + 2Cl- + 2Mg+ + 2e-（e-は電子）
です。　　　　　　　　　　　　　　　　　↑
重箱の隅をつつくような指摘ですが、先生に突っ込まれないよう、一応指摘しておきましょう。

お礼

すごく楽しくわかりました。
これで先生も納得するしかないでしょう（笑）

回答No.4

nozomi500

「あわ」の正体は「水素」ですから、２つの質問は同じだと思うのですが、
２つめの質問は「塩酸」と指定されていないのでしょうか。

塩酸は強酸なので、マグネシウムより安定した（イオン化傾向の低い）金属でも化学反応で水素を発生させます。よく実験で使うのは「亜鉛」ですが、アルミニウムや鉄でもＯＫです。銅や金などイオン化しにくいものは塩酸では水素を発生させられません。

（イメージとして、こういう書き方をすると、金属が水素を発生しているようだけれど、水素は塩酸に含まれている。）

マグネシウムの場合、塩酸でなくても、弱酸でも水素を発生するし、たしか、熱湯でも・・？（此の辺自信なし）

お礼

皆さんのおこたえだと、イオン化傾向にかなりかんけいしているようですねぇ・・・。がんばってそこらへんや、あっちらへん（どこ！？）
もしらべてみます！

回答No.3

yuururi

ありますよねぇ、去年やったのですが・・・・。
詳しいことは忘れちゃったデス♪
え～っと、マグネシウムはMg。塩素は（塩化水素といいます）3Hclで表します。（分子です。）
あ、原子と分子って習いましたよね？
一応説明ってことで。
マグネシウムは「Mg」という原子という単体でできています。
それに対して塩化水素は「3Hcl」で、水素原子（Ｈ）一個、塩素原子（ｃｌ）一個でできています。
だから水素がでてくるんです。（って説明下手ですね。ごめんなさい。）
きっと他の方がもっと分かりやすく教えてくれるんじゃないかと。（じゃ、答えるなっての！）
すいません～。一応↓を参考に。色々ためになることがのってますから。

参考URL：

http://www.hat.hi-ho.ne.jp/yohei-m/study/

お礼

ＵＲＬも見ました！

回答No.2

piro11

2HCl（塩酸） + Mg（マグネシウム） = MgCl2（塩化マグネシウム） + H2（水素）↑
ではなかろうかと…

あ、信用ならないので、締め切らないで、他の人の正しい回答をみてください。

お礼

理科のレポートも、無事終わりました！（＾3ー）～　ふぅ！
（でも、先生はレポートを預かったままなので、どのぐらいの評価だったかわからなかったりする・…（涙））

回答No.1

Raphael

化学反応起こすからです
酸性水溶液にはH+(水素イオン)があって、それが金属と反応するんです

化学やってから何年も経ってるため自信ないです
教科書で確かめてください
でも重要なのはイオンだと思います
でもこれやったの高１だったっけな・・・

お礼

高１のないようだったんですか！レポート頑張ります。