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なぜMgとMnを除く金属が硝酸と反応するときに水素を形成しないのはなぜですか?

マグネシウムとマンガンを除くほとんどの金属は、硝酸と反応して水素ガスを形成しません。これは、硝酸が強力な酸化剤であり、金属を酸化して水素ガスの代わりに金属硝酸塩と水を形成するためです。

金属酸と硝酸の間の反応は、次の一般的な方程式で表すことができます。

$$金属 + HNO_3→金属硝酸塩 +水 +窒素酸化物$$

この反応では、金属原子は硝酸の硝酸イオン(NO3-)によって酸化され、金属イオン(M+)を形成します。硝酸イオンは、一酸化窒素(NO)や二酸化窒素(NO2)などの窒素酸化物に還元されます。硝酸中の水素原子は水素ガスとして放出されるのではなく、酸素原子と結合して水分子を形成します。

マグネシウムとマンガンは、この一般的なルールの2つの例外です。他のほとんどの金属よりも酸化しやすいため、硝酸と反応して水素ガスを形成します。マグネシウムとマンガンと硝酸の反応は、次の方程式で表すことができます。

$$ mg + 2hno_3→mg(no_3)_2 + h_2 $$

$$ MN + 2HNO_3→MN(NO_3)_2 + H_2 $$

これらの反応では、マグネシウムとマンガン原子は硝酸イオンによって酸化され、それぞれマグネシウムイオンとマンガンイオン(Mg2+およびMn2+)を形成します。硝酸中の水素原子は、水素ガスとして放出されます。

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