１．気体の発生
次のような実験を考えてみます。
実験
うすい塩酸1000mlが入ったビーカーを用意します。
そこにさまざまな質量のマグネシウムリボンを加えてみます。
そのとき発生した水素を水上置換法でもれなく集め、体積を測定します。
いま
うすい塩酸1000mlとマグネシウムリボン0.2gのとき
うすい塩酸1000mlとマグネシウムリボン0.4gのとき
うすい塩酸1000mlとマグネシウムリボン0.6gのとき
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うすい塩酸1000mlとマグネシウムリボン1.2gのとき
このそれぞれの場合で発生した水素の体積を調べると↓のようなグラフになりました。
このグラフの意味を考えてみましょう。
①グラフの形の意味すること
単純に考えれば
マグネシウムが増えれば増えるほど、発生する水素も増える
はずです。
確かにグラフはマグネシウム0.8gのところまでは発生する水素も増えています。
しかしマグネシウムをそれ以上加えても、発生する水素は増えないのです。↓
②グラフの意味をもっと考えてみる
マグネシウム0.2gを加えたときというのは、塩酸が少しだけ反応します。
マグネシウム0.4gを加えたとき、塩酸は先ほどよりも多く反応します。
マグネシウム0.6gを加えたときはさらに多く、マグネシウム0.8gを加えたときはもっとさらに多く反応します。
そしてマグネシウム1.0gを加えたとき、塩酸がさらに多く……は反応しませんよね。
0.8gの時点で塩酸がすべて反応していたならば、それ以上塩酸を加えても結果は同じ。
つまり反応する塩酸の量は0.8gのときと変わりません。
このグラフの一番のポイントは
実験で使った塩酸1000mlには、マグネシウム0.8gまでしか反応しない
ということです。
マグネシウムを0.2g・0.4g・0.6g加えたときは、一部の塩酸が反応し、一部の塩酸はあまっていた。
このときマグネシウムはすべて反応し、あまらなかった。↓
マグネシウムを1.0g・1.2g加えたときは、塩酸はすべて反応した。
しかしマグネシウムは多すぎたため、マグネシウムの一部があまっていた。↓
そしてマグネシウム0.8gを加えたとき、塩酸はすべて反応した。マグネシウムもあまることがなかった。↓
このときうすい塩酸とマグネシウムのどちらもあまることなく反応したのです。
（これを過不足なく反応したという言い方をします。）
よってこのときの値を使うと
マグネシウム：塩酸：水素 ＝ 0.8g：1000ml：200ml
の関係ならば過不足なく反応することがわかります。（塩酸の量は問題文より）
このようにグラフの折れ曲がり点を確認することで、過不足なく反応するときの比が分かります。
「銅：酸素＝4：1」「マグネシウム：酸素＝3：2」のように、どのような比で反応するかは化学の計算ではもっとも重要です。
※注意
いつでも
マグネシウム：塩酸：水素 ＝ 0.8g：1000ml：200ml
という比になるわけではありません。（覚えても意味なし）
問題によってその条件は変わりますから、その都度求めてくださいね。
グラフの折れ曲がり点を確認することで、過不足なく反応するときの比が分かる！
次回は「気体の発生に関する計算問題」です！
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