化学基礎 マグネシウムリボンと塩酸を反応させる。

質問

マグネシウムリボンと塩酸を反応させて発生する水素を100ml集めたい。使用する道具は(広口ビン、二股試験管、気体誘導管、試験管ばさみ、5ml注射器、ガラス棒、スライドガラス、メスシリンダー、水槽、マッチ、ガスバーナー)
実験では、7.04cmのマグネシウムリボンと3mlの希塩酸を使用しました。
水上置換法で気体を集めますが、発生した水素は最後まで二股試験管に残ってしまうと思うのです。しかし、実験の結果には影響を与えないのです。どうしてなのでしょうか。水分子のHが気体になるのでしょうか。

回答No.2

toraccha

>しかし、実験の結果には影響を与えないのです。
これはどのようにして確認されましたか。

どのようにして確認するかによって，二股試験管内の空気の影響が異なると思われます。

「捕集された気体の体積が，マグネシウムリボン，塩酸の量から予想された体積になったから影響がなかった」と判断した場合
水素は試験管内の空気ときわめて混じりやすい性質があります。このため，発生した水素は試験管内の空気と混じり合いながら試験管からでていきます。その結果として，実験終了後の試験管内はほとんどが水素の状態になっていると思われます。
体積が計算値通りという観点であれば，発生した水素と同じ体積の気体が試験管から出て捕集されるため，影響がありません。

発生した水素の体積＋試験管内の空気の体積
　＝捕集された気体の体積＋試験管内に残った気体の体積

の関係があり
試験管内の空気の体積＝試験管内に残った気体の体積
のため，
発生した水素の体積＝捕集された気体の体積
となるわけです。

ただし，
捕集された気体は純粋な水素ではなく，水素と混じって出てきた空気を含んでいます。
このため，集めた気体に含まれる水素の量を正確に調べると，マグネシウムと塩酸の量から計算した値とは異なり，試験管内に残った水素の量だけ少ないことになります。

このほかに，水蒸気の存在や温度の影響を受けますが，ここでは無視しています。

回答No.1

nananotanu

水素は空気よりめちゃくちゃ軽いので、二股試験管の中に『沈んでいる』気体は最初の空気だけで、水素は発生した分だけ次々と『上へ』押しだされてきます。すなわち、二股試験管には残りません。