【完全図解】テストに出やすい!3つの気体の集め方〜水上置換法・上方置換法・下方置換法〜

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テストに出やすい気体の集め方って??

こんにちは!この記事を書いてるKenだよ。のど飴100個ぐらいほしいね。

 

中1理科の身のまわりの物質では、たくさんの気体の性質を見てきたよね。

覚えることがいっぱいあって、逃げ出したくなる気持ちもよくわかる。頭も痛いぜ。

 

だがしかし、気体の性質を調べるためには、まず、

気体を捕まえなきゃいけない。

気体を集めないことには、性質を調べたり、その機体を使って実験とかをしたりできないからね。

だから、気体の集め方を知らないことには、気体のことを勉強していけないってことなんだ。

 

そこで今日は、そんな気体の勉強の基本中の基本ともいえる、

気体の集め方・作り方

を詳しく図を使ってみていこう。

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中学の理科では、次の3つの気体の集め方を勉強していくね。

  1. 水上置換法
  2. 上方置換法
  3. 下方置換法

 

この3つの気体の集め方は正直、名前も似てるし、覚えづらい。

そこで、今日は、この気体の集め方の種類の分類と、こいつらを使い分ける方法を見ていこう。

 

 

中学理科で勉強する!3つの気体の集め方の種類

中学理科で勉強する気体の集め方は、次の2点の観点で分類していくと覚えやすいよ。

  • 何と置き換えて集めるか?
  • どこで待ち構えるか?

 

 

何と置き換えて集める方法か?

気体の集め方で重要なのは、

何と気体を置き換えて集めていくか?

ってことだ。

気体の集め方

気体の集め方では、

  • 「水」と置き換えて集める
  • 「空気」と置き換えて集める

の2通りの集め方に分けることができるんだよ。

気体の集め方

 

「水」と置き換えて集める:水上置換法

まず、水と気体を置き換えて、気体を集めていく方法だ。

気体の集め方

水と置き換える気体の集め方は1つしかない。

水上置換法と呼ばれてる気体の集め方だね。

 

酸素 発声方法 集め方 性質

 

水が入った容器の中で、ビーカー内に水をフルマックスに満たす。

気体の集め方

そして、そのビーカーの中に、集めたい気体の発生口を入れてやるんだ。

すると、このビーカーの中に集めたい気体がどんどん入ってきて、もともと入っていた水たちが外に出て行っちゃうでしょ?

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気体の集め方

こんな感じで、もともとあったえて、に気体を集める方法を水上置換法と呼んでるわけね。

 

「空気」と置き換えて集める方法:上方置換法・下方置換法

続いては、空気と気体を置き換えて集めていく方法だ。

気体の集め方

この空気と交換して集めていく方法は、

  1. 上方置換法
  2. 下方置換法

の2種類ある。

つまり、この気体の集め方は、試験管やビーカーに空気を集めていくことで、もともと入っていた空気を追い出し、集めたい空気に置き換えているわけ。

気体の集め方

こいつらの違いはぶっちゃけ、

どこで気体を待ち構えて捕まえるか?

っていうことしか違わない。

 

気体の集め方

 

発生する気体を上の方で待ち構える気体の集め方を「上方置換法」、

アンモニアの発生方法(作り方)・集め方・性質

下の方で気体を待ち構える気体の集め方を「下方置換法」と呼んでいるわけ。

二酸化炭素の発生方法(作り方)・集め方・性質

うん、気体の集め方は、

  • 何と置き換えるか
  • どこで待ち構えるか

という観点で考えるとわかりやすいね。

 

 

もう間違えない!気体の集め方の覚え方

中学理科で勉強する気体の集め方は、

  1. 水上置換法
  2. 上方置換法
  3. 下方置換法

の3つあることがわかった。

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でもさ、

いつ、どんな時にこの気体の集め方を使い分けたらいいんだろうね??

3つの気体の集め方をどれでも使っていいというわけではないでしょうよ?

 

気体の集め方の使い分けのポイントは次の2つ。

  1. 気体の水に溶けやすさ
  2. 気体の密度の大きさ
気体の集め方

 

 

気体が水に溶けにくいか?

まずは、集めたい気体が水に溶けにくいかどうかで集め方を使い分けていくよ。

もし、集めたい気体が水に溶けにくい時は、

水上置換法

で集めていくよ。

水に溶けやすい時は、

  • 上方置換法
  • 下方置換法

のどっちかを使うことになるね。

気体の集め方

なぜなら、水に溶けやすい気体を水上置換法で集めたら、気体が水に溶けちゃって、気体がなくなっちゃうからね。水溶液になっちまうよ。

だからたとえば、水にむちゃくちゃ溶けやすいアンモニアは水上置換法では集められない。

 

水上置換法で集められるのは、たとえば酸素だ。

酸素の性質には水に溶けにくいというやつがあったから、水と置き換えて集める水上置換法で集められるわけね。

 

酸素 発生方法 集め方

 

空気よりも密度が大きい?小さい?

次は、集めたい気体の密度をみてあげよう。

ただ、密度を調べるだけじゃなくて、

空気の密度より大きか小さいかを確認するんだ。

 

もし、空気の密度より気体の密度が小さかったら、

上方置換法

で集めるよ。

逆に、空気の密度より大きかったら、

下方置換法で集めるわけだ。

気体の集め方

なぜかというと、集めたい気体の密度が空気の密度より小さいと、放っておいたらフラフラと上に上がって行っちゃう。

だから、その場合は、上で待ち構えて気体を集めていくべきなんだ。逃さないようにね。

気体の集め方

逆に、集めたい気体の密度が空気の密度より大きい時は、下で待ち構えるのが良策。

なぜなら、放っておいたらフラフラと下に落ちてくるからね。

下でキャッチしてあげよう。

気体の集め方

上方置換法の例としては、アンモニア。

水に溶けやすいから水上置換法は無理で、しかも空気よりも密度が小さいから上で待ち構える上方置換法で集めるんだ。

 

アンモニアの発生方法(作り方)・集め方・性質

 

下方置換法の例としては、塩素や二酸化硫黄。

こいつらは水に溶けやすく、しかも、空気よりも密度が大きいからね。

 

 

気体の集め方は気体の性質によって使い分けよう!

以上が気体の集め方。

この記事では気体の集め方の種類と使い分けを見てきたね。

最後に、もう一度復習しておこう。

 

気体の集め方には、

  1. 水上置換法
  2. 上方置換法
  3. 下方置換法

の3つのタイプが存在していたけれど、こいつらは大きく分けると、

  • 何と置き換えて集めるのか
  • どこで待ち構えるのか

の2つの観点でうまく分類できたね。

気体の集め方

んで、この3つの気体の集め方の使い分けは、

  • 気体の水に溶けやすさ
  • 気体の密度の大きさ

の2つの基準で判断していくね。

気体の集め方

水に溶けやすい気体は問答無用で水上置換法。

酸素 発声方法 集め方 性質

それ以外は、密度が気体の密度よりも大きかったら、下方置換法、

二酸化炭素の発生方法(作り方)・集め方・性質

小さかったら、上方置換法を使ってあげよう。

アンモニアの発生方法(作り方)・集め方・性質

 

そんじゃねー

Ken

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