生分解性金属として研究されているマグネシウムは、体液の中で Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂ のように腐食する。0.10 g のマグネシウムのねじがすべて腐食したとき、発生する水素の体積はどれに最も近いか。Mg のモル質量を24.31 g/mol、37℃・1 atm での気体のモル体積を25.4 L/mol とする。

正解：B. 約104 mL

Mg の物質量は 0.10/24.31 ≈ 4.11×10⁻³ mol です。Mg は Mg²⁺ になるときに電子を2個放し、その電子で H⁺ 2個が H₂ 1分子になるので、Mg 1 molあたり H₂ が1 mol 発生します。体積は 4.11×10⁻³ × 25.4 L ≈ 0.104 L、つまり約104 mL です。ねじ1本でもこれだけの気体が出るので、腐食が速いと組織の中にガスがたまる問題があり、合金化や表面処理で腐食の速さを骨の治癒に合わせて下げる研究が進められています。約52 mL は Mg 2 molから H₂ が1 mol できるとした値、約209 mL は式の 2H₂O の係数につられて Mg 1 molから H₂ が2 mol 出るとした値です。