マグネシウムの水中での燃焼時に浮かんでいることについて

マグネシウムを沸騰している水の中で燃焼させる実験を行いました。その時に、燃焼中はマグネシウムが水面近くに浮かんでいて、完全に酸化しきったら沈みました。

これはなぜですか？

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2024/05/30 10:24

No.2 です。

もちろん、「空中でマグネシウムに火をつけて燃焼させ、そのまま水に入れた」状態でも、水面近くで燃え続けます。
沸騰状態だと、水分子が気体（蒸気、気泡）になっているので、液体の水にひたされて温度が下がることなく、「気泡の中」で燃焼を続けます。

その場合の反応は
・マグネシウムは、空気中の酸素と結合して激しく燃える。
・蒸気の気泡中で、燃焼の熱で水（蒸気）が「酸素と水素」に分解し、発生した酸素とマグネシウムが反応し続ける。
　反応中は発生した「気泡、酸素」とともにその浮力で水面近くにあり、燃焼が終わると酸化マグネシウムの比重は「3.65」なので水に沈む。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2024/05/29 20:17

マグネシウムは冷水とは反応しないが、熱水とは反応して、水素を発生して「水酸化マグネシウム」を生成します。

　Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2

https://apec.aichi-c.ed.jp/kyouka/rika/kagaku/20 …

下記の「Mgと水の反応（熱水と冷水の比較）」を参照ください。
↓
https://www.hamajima.co.jp/chem/movie-2.html#m20 …

反応中は生成した「水素」とともにその浮力で水面近くにあり、燃焼が終わると水酸化マグネシウムの比重は「2.36」なので水に沈みます。

質問文が「完全に酸化しきったら沈みました」とありますが、これは
「完全に反応しきったら沈みました」
では？

No.1 回答者： 真魚 回答日時： 2024/05/28 20:41

重くなったからでは?

マグネシウムの比重：1.74
酸化マグネシウムの比重：3.65