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マグネシウムのイオン化傾向がわかる実験

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中学校でマグネシウムといえば、マグネシウムの燃焼実験ですね。今回はそんなマグネシウムのイオン化傾向がわかる実験をご紹介します。

マグネシウムのイオン化傾向がわかる実験

実験方法

マグネシウムリボンをガスバーナーで加熱すると・・・


光と熱を発しながら激しく酸化します。

燃焼後は白い酸化マグネシウムができます。燃焼がわかりやすいのがいいですね。

 

今回は、マグネシウムのイオンのなりやすさがわかる実験です。金属にはそれぞれイオンへのなりやすさ(イオン化傾向)があります。

【イオン化傾向】

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

この中ではLi が最もイオンになりやすく、Auが最もイオンになりにくいことがわかります。
色分けは反応のしやすさで分けました。
ーーーーーーーーーーーーーーーーーー
空気中→内部まで酸化。
水との反応→常温で水に溶けて水素を発生
酸との反応→酸化力のない酸(希酸)に水素を発生して溶ける
空気中→徐々に酸化して表面に酸化皮膜を形成。
水との反応→高温の水蒸気と反応
酸との反応→酸化力のない酸(希酸)に水素を発生して溶ける
※Al、Znは酸・塩基の両方と反応し両性金属と呼ばれる。
空気中→徐々に酸化して表面に酸化皮膜を形成。
水との反応→反応しない
酸との反応→酸化力のない酸(希酸)に水素を発生して溶ける
※Sn、Pbは酸・塩基の両方と反応し両性金属と呼ばれる。
空気中→反応しない
水との反応→反応しない
酸との反応→酸化力のある酸と反応して気体を発生
※Pt、Auは王水と反応して溶ける
ーーーーーーーーーーーーーーーーーー
表にすると下のようになります。
こうなると気になるのはMg(マグネシウム)ですね。マグネシウムのイオン化傾向は、常温で水と反応するNaと高温の水蒸気となら反応するAlの間に位置します。常温の水と高温の水蒸気の間に位置するものは熱湯になります。
ということでマグネシウムリボンが熱湯中で水に溶けるのかを調べます。
まず精製水にフェノールフタレイン溶液を2滴ほど入れます。
なぜフェノールフタレイン溶液を入れるのか?それは後で説明します。
マグネシウムリボンを入れて加熱します。
どうなるでしょう?
水が沸騰してきました。
少しずつフェノールフタレインに反応して水がピンク色になってきました。
加熱を続けると色が濃くなっていきます。
最後には完全に赤色になりました。
フェノールフタレイン溶液に反応したということはアルカリ性になったということです。Mg(マグネシウム)は常温では水に反応しません。水が高温になることで水に溶けたと考えられるのです。

<マグネシウムと水の反応>

Mg+2HO→H
+Mg(OH)

<水酸化マグネシウムの電離>

Mg(OH)
→Mg2+ +2OH-
イオン化傾向を化学的に確かめることのできる面白い実験だと思いました。

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自己紹介(PROFILE)

窪田 一志

窪田 一志

1986年生まれ、近畿大学農学部卒業、理科コア・サイエンス・ティーチャー(CST)養成課程修了
家庭教師、個別指導、塾講師を経て、神奈川県で5年間中学校理科教師として勤務。現在は大阪で理科の楽しさを子どもたちに伝えるため日々奮闘中。
教材や教具、デジタル教材の開発、効果的なICT機器の活用方法、カードゲームや問題解決を通してのコミュニケーション能力の育成など自らの実践に基づいた教育活動を展開中。
ブログのアクセス数は月7万pvを超え、ブログがアプリ化されるなど勢いのある教育研究者 兼 教育実践者。記事執筆、研修・講演依頼、書籍化についてはお問い合わせフォームからお願いします。

【著書】
100均グッズからICTまで 中学校理科アイテム&アイデア100[明治図書出版]

【協力実績】
株式会社 NHKエデュケーショナル
株式会社 朝日新聞社 企画事業本部文化事業部
株式会社 高純度化学研究所
株式会社 アスウム
株式会社 学映システム
東京学芸大学 理科教育学分野
高知大学教育学部附属小学校
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