생분해성 금속으로 연구되고 있는 마그네슘은 체액 속에서 Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂와 같이 부식된다. 0.10 g의 마그네슘 나사가 모두 부식되었을 때 발생하는 수소의 부피에 가장 가까운 것은 무엇인가? Mg의 몰질량을 24.31 g/mol, 37℃·1 atm에서 기체의 몰부피를 25.4 L/mol로 한다.

정답: B. 약 104 mL

Mg의 물질량은 0.10/24.31 ≈ 4.11×10⁻³ mol입니다. Mg는 Mg²⁺가 될 때 전자를 2개 내놓고, 그 전자로 H⁺ 2개가 H₂ 1분자가 되므로 Mg 1 mol당 H₂가 1 mol 발생합니다. 부피는 4.11×10⁻³ × 25.4 L ≈ 0.104 L, 즉 약 104 mL입니다. 나사 1개에서도 이만큼의 기체가 나오므로, 부식이 빠르면 조직 속에 가스가 고이는 문제가 있어 합금화나 표면 처리로 부식 속도를 뼈의 치유에 맞추어 낮추는 연구가 진행되고 있습니다. 약 52 mL는 Mg 2 mol에서 H₂가 1 mol 생긴다고 한 값, 약 209 mL는 식의 2H₂O 계수에 이끌려 Mg 1 mol에서 H₂가 2 mol 나온다고 한 값입니다.