気体の性質 気体の集め方
気体の性質による気体の集め方
 気体を集めるには、それぞれの気体の性質を利用します。最も一般的に使われる集気法は水上置換法です。この集め方は、水に溶けにくい気体を集めるのに用いられます。この集め方では水と気体を置き換えることで集めます。このため、集まった気体の量が目でみてわかるとか、他の気体が混ざることなく集めることができるなどの特徴があります。水に溶けやすく空気より軽い気体は、上に昇っていきますから上のほうで捕まえます。この集め方を上方置換法と呼んでいます。また水に溶けやすく空気より重い気体は、下にたまるので下で受け止める下方置換法で集めます。
水上置換法 上方置換方 下方置換法
水と気体を置き換えます。水に溶けにくい気体を集める基本となる集気法です。
目でみて集まった気体の量を確認できる集気法です。
酸素・水素・二酸化炭素などを集めるのに使います。
空気と気体を置き換えます。水に溶けやすく>B>空気より軽い気体を集めるのに使います。
アンモニアを集めるのに使います。
空気と気体を置き換えます。水に溶けやすく空気より重い気体を集めるのに使います。
二酸化炭素を集めるのに使います。

気体の集め方のまとめ

 気体の発生法 その1その2などのような発生装置で気体を発生させるとき、はじめに出てきた気体は集めてはいけません。それは、フラスコや試験管内の空気がまずはじめに出てくるからです。ですから、気体が発生しはじめたら、少し待って、それぞれの気体の性質にあった方法で気体を集めます。
 気体の発生法 その2で発生させた場合、水上置換法で集める場合は注意が必要です。次の図のようにして集めますが、火を消す前に水中のガラス管を水から出して火を消します。そうしないとガラス管から水が逆流して試験管を割ることがあるからです。
火を消す時は、水中からガラス管を出してそれから火を消します。


発生した酸素の量の量り方
 酸素など、ほとんど水に溶けない気体は、水上置換法を応用し、右の図のようにメスシリンダーで直接量ることができます。この測定ですが、正確に容積を量るためには右の図の状態で量ってはいけません。この状態では、実際に発生した気体の体積より大きくなります。気体の体積を測定するときは、メスシリンダーの中の水面と、外の水面を一致させないといけません。
 これは水に重さがあるため、この重さによって、右の図では気体の体積が大きくなっているからです。また、メスシリンダー内の水面が外の水面より低くなっていると、今度は外の水の重さによって中の気体が押し縮められて、実際より小さな容積を示しますから、測定には注意を要します。

発生した二酸化炭素の量り方
 二酸化炭素は水に溶けやすい気体ですから、水上置換法を応用したものでは直接発生量を量る事はできません。ですから、途中で二酸化炭素と空気を置き換えることで発生した二酸化炭素の量を知ることができます。
 下の図では、中央の大きなフラスコに発生した二酸化炭素が下から貯まります。そして上から空気がメスシリンダーの方へ出て行くので、発生した二酸化炭素のに等しい量の空気を量ることで、二酸化炭素の発生量が測定できます。
この2つの測定法に共通した注意点
 どちらも、はじめにガラス管から出てくる気体は空気ですが、一番初めに出てきた気体から測定を開始します。これは、フラスコ内の空気が気体が発生した分だけ出てくるので問題ありません。ですからこれらの実験では一番初めに出てくる気体を捨ててからはじめるのは意味のないことになります。

  

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