反応性: マグネシウムはカルシウムよりも反応性が高いため、水とより容易に反応します。これは、それらの原子構造とイオン化エネルギーの違いによるものです。マグネシウムは、カルシウムよりも原子半径が小さく、イオン化エネルギーが低いため、マグネシウム原子が電子を失い、水中の酸素と水素原子と結合しやすくなります。
反応の性質: マグネシウムが水と反応すると、加水分解と呼ばれる化学反応、特に蒸気との反応を受けます。このプロセス中、マグネシウム金属は水分子(H2O)と結合して水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)と水素ガス(H2)を形成します。反応は次のように表現できます。
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mg(s) + 2h2o(g)→mg(oh)2(aq) + h2(g)
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対照的に、カルシウムは加水分解によって水とも反応しますが、その反応はマグネシウムに比べて遅く、活発ではありません。カルシウムは水酸化カルシウム[Ca(OH)2]と水素ガスを形成しますが、カルシウムの反応性が低いため、反応速度が遅くなります。
製品形成: マグネシウムとカルシウムの水との反応で形成された生成物は、わずかに異なります。マグネシウムは水酸化マグネシウムと水素ガスを生成し、カルシウムは水酸化カルシウムと水素ガスを生成します。どちらの反応も、水素ガスの進化とともに、一次産物として金属水酸化物の形成をもたらします。
溶解度: 形成された金属水酸化物の溶解度も異なります。水酸化マグネシウムは水に不溶性であり、白い沈殿物を形成します。対照的に、水酸化カルシウムは水酸化マグネシウムよりも溶解度が低いが、依然として水にわずかに溶けやすいと考えられている。その結果、カルシウムが水と反応すると、曇り懸濁液または少量の沈殿物が形成される可能性があります。
要約すると、マグネシウムとカルシウムは水との反応性が異なります。マグネシウムはより激しく反応し、水酸化マグネシウムと水素ガスを生成します。カルシウムは激しく反応しなくなり、わずかに可溶性の水酸化カルシウムを形成し、水素ガスも生成します。