学習目安 | 小: S | 中: S | 高: A

気体の集め方

一般小学生

まとめ

気体の集め方
気体の水に対する溶解性と空気に対する密度の違いを利用して、発生した気体を効率よく回収する実験手法
  • 水に溶けにくい気体は、純度を保つために水上置換法で集める
  • 水に溶けやすく空気より軽い気体は、容器の口を下に向けた上方置換法を用いる
  • 水に溶けやすく空気より重い気体は、容器の口を上に向けた下方置換法を用いる

解説

気体の集め方は、その気体が「水に溶けやすいか」という性質と、「空気と比べて重いか(密度が大きいか)」という性質の組み合わせによって3つの方法から選択されます。

集め方 水溶性 密度 代表的な気体
水上置換法 溶けにくい 問わない 酸素水素窒素メタン
上方置換法 溶けやすい 空気より軽い アンモニア
下方置換法 溶けやすい 空気より重い 二酸化炭素塩素塩化水素

最も優先されるのは水上置換法です。これは、集まった気体の量がひと目で分かり、かつ容器内の空気を完全に追い出せるため、純度の高い気体を得ることができるからです。水に溶けやすい気体の場合のみ、空気との重さの比較で上方か下方かを決定します。

コラム

実験で気体を集める際、最初に発生した気体には試験管フラスコの中に元々あった空気が混ざっています。そのため、最初の数本分は捨て、しばらく経ってから集めるのが一般的です。また、二酸化炭素は水に少し溶けますが、水上置換法で集めることもあります。これは、多少溶けて失われることよりも、空気の混入を防いで純度を高めることを優先する場合があるためです。中学入試や高校入試では、それぞれの方法とセットで代表的な気体の名前を覚えることが必須となります。なお、本単元は中学受験カリキュラムの4年下12回や5年上16回などでも詳しく扱われる重要項目です。

小学生のみなさんへ

理科の実験で、できた気体を入れ物にあつめる方法は3つあります。一番いい方法は水上置換法すいじょうちかんほうです。これは、水の中で気体をあつめる方法で、気体がたまったのが目で見えるし、空気もまざらないので、とてもきれいな気体があつまります。

でも、水にすぐとけてしまう気体は、この方法が使えません。そのときは、空気と重さをくらべて方法を決めます。空気より軽いアンモニアなどは、入れ物の口を下に向ける上方置換法じょうほうちかんほうを使います。逆に、二酸化炭素にさんかたんそのように空気より重い気体は、入れ物の口を上に向ける下方置換法かほうちかんほうで、底にしずめるようにしてあつめます。

ルラスタコラム

水に溶けにくい気体を見分けるコツは、酸素さんそ水素すいそ窒素ちっそなど、名前に「素」がつくものが多いことです。これらは水上置換法すいじょうちかんほうであつめると覚えておくと便利ですよ!

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 水に溶けにくい性質を持つ気体を集めるのに、最も適した方法は何か
水上置換法
【応用】 アンモニアを上方置換法で集める理由を、アンモニアの2つの性質に触れて説明せよ
水に非常に溶けやすく、かつ空気よりも密度が小さく(軽いため)浮き上がる性質があるから
【実践】 水上置換法が、上方置換法や下方置換法よりも優れているとされる主な理由を2つ挙げよ
集まった気体の量が目視で確認できることと、容器内の空気を追い出して純度の高い気体を集められること

記事の内容に誤りがありますか?

⚠️ 修正を提案する
ルラスタマップ (3層表示) フルサイズで表示 (5層) ↗
マップを生成中…

最近見た用語
履歴をチェックしています…