5円玉を酢に浸すときれいになったのですが・・・

質問

化学の実験で、5円玉(綺麗なものではなく色が濁っている物)を酢に浸し実験前後で質量の差を調べました。同様に酢ではなくサンポールでも実験を行いました。

実験結果は下記のようになりました。

サンポール：3.7661g(実験前)⇒3.7653g(実験後)[差：0.0008g]
酢　　　　：3.7377g(実験前)⇒3.7349g(実験後)[差：0.0028g]

サンポールのほうが質量が減ると思っていたのですが、なぜ酢の方が質量が減ったのでしょうか？
酢酸が何らかの効果を発揮しているのかと思い、いろいろ調べてみたのですがわかりませんでした…
それとも私の測定ミスだったのでしょうか？

できれば、詳しいサイトなどあれば添付しお答くださると光栄です。

回答No.2

geneticist12

実習か何かで、お仕着せの実験だったのしょうけれど、まず科学実験としての不備を指摘します。

本来なら同じであったはずの、5円硬貨が質量が異なっているという時点で、条件が同じだとはだとは言えませんね（本来なら3.75 g　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%94%E5%86%86%E7%A1%AC%E8%B2%A8）。

>同じ五円玉でも年月がたつにつれ質量が変わるのではないでしょうか。
なぜそうなるのか、合理的な論証や証拠となるデータがなく、ただの想像や思いつきでは、考察に加える価値ががありません。

月日がたつにつれ変化するというのが正しいとしても、すべての5円硬貨に同じ性質、同じ量で起こるということはあり得ません。極端な話、たまたま、使った五円玉の一方が、酸では落ちにくい汚れ（例えば手あかによるタンパク質性のよごれや、鉱物性のよごれ）によって重くなっているとしたら？　

>高性能電子天秤で計測を行ったので正確に測定を行いました。
高性能の装置を使ったから正確であると決めつけるのは間違いです。いくら高性能でも使い方しだいで大きな誤差を生じます。見ようとしている質量の差がそれだけ小さいと、同じ試料でも、測定ごとに結構触れるようなもんです。たとえば、ちょっとしたチリホコリの影響、外気の動き、試料の湿り具合（金属だってある程度、水分を吸着するので含水量がかわるでしょう）でも容易にひっくり返ります。

試料自体に個体差があるのなら（いや、たとえそうでなくても）、また測定には誤差がつきものなので、ある程度の数の無作為に選んだ試料を使って複数回測定し、統計学的なデータ処理をしなければ何も言うことはできません。
そうでなければ、ある日、下駄を飛ばして表が出たら翌日、晴れだった、別の日、裏が出たらその翌日、雨だった、だから下駄の裏表とお天気には関係があると結論するようなものです。

ほんとうは学校でやるような実験は、内容そのものよりも、科学的なデータ収集、考え方や手続きというのを指導しなければ、かえってあやまった認識を与えてしまって有害だと思うのですけれど（質問者さんに愚痴ってもしょうがないですが）。

では、もし試料に質的な差異はなく、測定値も誤りがないとしたら、どんな説明がありうるかということについて、

金属は酸化によって表面に酸化膜ができます。多くの金属酸化膜は「不動体」という酸化や浸食が起こりにくい安定な状態となり、金属本体が保護されます。5円硬貨の素材である銅や亜鉛は不動体を作りやすい金属でもあります。

・サンポールにつけた方は、処理前の質量がより大きいが、これが酸化の程度が進んでいて（酸化によって重くなる）、不動体膜の多さを示しているのかもしれない。そのため、酸による浸食から、より強く保護されていたのかもしれない。

・強い酸にさらされることで、金属の表面に不動体膜が速やかに形成されることがある。サンポールにふくまれる塩酸が、浸食を進める他に、不動体膜の形成を促したので、浸食が阻害されたのかもしれない。

補足

不備の指摘やご回答ありがとうございます。

それでは、酢に何らかの原因がある可能性はないということでしょうか。

回答No.1

NNori

元の質量が違う理由はなんですか？
サンポールも酢も１つずつでは実証するには少なすぎませんか？
浸す条件（時間、かくはん条件など）は同じですか？
結果の差、0.0008グラムはかなり小さな値です。ちゃんと測定できてますか？

補足

>元の質量が違う理由はなんですか？
同じ五円玉でも年月がたつにつれ質量が変わるのではないでしょうか。

>サンポールも酢も１つずつでは実証するには少なすぎませんか？
少ないですね…

>浸す条件（時間、かくはん条件など）は同じですか？
水温、水量、時間はすべて同じにして実験を行いました。

>結果の差、0.0008グラムはかなり小さな値です。ちゃんと測定できてますか？
高性能電子天秤で計測を行ったので正確に測定を行いました。