金属は燃えると重くなる

質問

蒸発皿で２ｇのマグネシウムリボンを燃やし前後の質量を秤量0.01ｇの電子上皿天秤で量りました。理論上は結合した酸素分重くなるはずですが0.01g位質量は減少します。マグネシウムリボンは蒸発皿に入れたままでは燃えにくいのでピンセットでつまみ半分くらい燃えてから蒸発皿に戻しました。ピンセットについた灰は蒸発皿に戻しました。燃やすと質量が減るのは燃えるときマグネシウムの原子が多少飛び散る？のと質量の一部が熱と光に変わるためでしょうか。マグネシウムの原子量が24、酸素の原子量が16であることを考えると燃焼の結果ＭｇがＭｇＯになるのだから少しくらい質量が増えてもいいような気がするのですが。（実験は数回行いいずれも若干質量は減少しました）とても悩んでいます。ぜひどなたか教えてください。よろしくお願いいたします。

回答No.2

shkwta · ベストアンサー

「質量の一部が熱と光に変わる」はありえません。（相対性理論云々あるかもしれませんが検出不能）
燃やしたときに、煙が出ませんでしたか？その煙は酸化マグネシウムです。煙を全部捕まえないと質量を測定する意味がありません。

一つの方法としては、ステンレスなど熱に強いもので軽くふたをして燃やす方法があります（酸素がはいるすきまはあけておく）。ふたごと質量を測定します。煙がふたにくっつくので、質量の増加を観測できる程度には煙が集まるでしょう。

お礼

皆様、いろいろ教えてくださってありがとうございました。とくに質量の一部が熱と光に変わるのは検出不能だとか、煙は酸化マグネシウムであるとかは初めて確信がもてました。感謝いたします。

回答No.4

ina00

中学生に理科を教えた際、同じような経験をしました。

　ちなみに、もし材料をMgに限る必要がなければ、安価なスチールウールをやや多量に用い、酸化鉄生成実験としてやってみてはどうでしょうか。経験から言いますと、燃焼させるブツが多ければ誤差は少なくなり、またスチールウールはガラス管と口で吹きながら、飛び散らさせずに燃焼させやすいと思います。

回答No.3

psa29

マグネシウムが酸化して酸化マグネシウムになると質量は増加します。
よって、マグネシウムを秤量し、それが酸化マグネシウムになると天秤の数値は大きくなるはずです。
しかし、実際には質量が減少した結果になったのは、マグネシウム原子が燃焼実験の際に天秤から飛び散ってしまったためと考えるのが合理的だと思います。
質量が熱や光に変換してしまったために質量が減少したというのは、今回の実験では無視して構わないですよ。
では、どれだけのマグネシウムが飛び散ってしまったのでしょうか？
秤の精度を信頼し、そして、初期のマグネシウムが全て酸化マグネシウムになったと考えれば、理論計算した量からの実験値を差し引きした量が飛散してしまったのでしょうね。
繰り返し実験しても質量が減少してしまうのは、その実験条件では、常にマグネシウムが飛散してしまうことを示しています。
炎がでれば、炎とともに確実に飛散していると思います。

回答No.1

liar_adan

「理科年表」によると、
マグネシウムの沸点は1095度となっています。
(物理／化学の「熱的性質」のところ。)
おそらく一部が蒸発したのではないでしょうか。