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名前:某中学生 日時:2004年12月20日 19時15分28秒

亜鉛に塩酸を入れると水素が発生しますが,そのとき亜鉛の重さが増えたのはどういうことなんでしょう?(実験は水上置換法でしました.)

名前:芦田 実 日時:2004年12月23日 22時50分00秒

某中学生 様

 必ずしも専門家ではありませんので,不正確な回答もあります.教育学部から公開しているホームページの質問箱とQ&A集にも回答(一部)を載せたいと思います.

質問182 亜鉛に塩酸を入れると水素が発生しますが,そのとき亜鉛の重さが増えたのはどういうことなんでしょう?(実験は水上置換法でしました.)

回答 実験前の亜鉛(板?粒?)の質量(重さ),実験後の亜鉛の質量,使用した塩酸の濃度と体積,発生した水素の体積,実験の操作方法・操作順序等の基本的な重要なデータが全く書いてありません.それらによって原因が変わると思います.したがって,一般論(想像)でしか回答できません.なぜかくすのか,なぜ書かないのか,全く理解できません.
 最初に,質量をはかり(読み)間違えたことが考えられます.何か勘違いして,実験操作を間違っていませんか.電子天秤の電源を入れた直後は値が変化しますので,少なくとも10分以上ウオーミングアップしてから使用しましたか.他の人が同じ天秤を使用することもありますので,はかる前に表示を0にリセット(Tare)しましたか.実験後に濡れたままはかりませんでしたか.風の強い日に実験すると,天秤の値がふらつきます.また,実験中に部屋の温度が変化すると,空気の浮力が変わり天秤の値が変化します.風と室温の影響はありませんでしたか.
 次に,精度の悪い天秤を使ったことが考えられます.一番下の桁は±1変化するのはあたりまえです.精度1mgの天秤を使用しましたか.最低でも10mgの精度は必要だと思います.
 最後に,本当に亜鉛の質量が増加したとしたら,よけいな化学物質ができたことが考えられます.実験終了直後に亜鉛表面の水溶液を完全に拭き取りましたか.拭き取っていないとしたら,潮解性の塩化亜鉛水和物が微量残ったり,亜鉛の表面に灰白色の薄い被膜(塩基性炭酸塩?)ができる可能性があります.ただし,これらによる質量の増加は微量であり,塩酸による亜鉛の溶解量(質量の減少)を上回るとは思えません.
 以上,考えられる原因を全てあげました.後はご自分で判断して下さい.何れにしても,亜鉛の質量変化を調べることに関しては,実験を失敗したものと思います.

埼玉大学教育学部理科教育講座
芦田 実