気体の集め方
カワウソ先生まず「水に溶けやすいか」を見る。溶けにくければ水上置換法。溶けやすいときだけ、空気より重いか軽いかで決めるよ。
30秒でつかむ
- 水に溶けにくい気体は、水で満たした容器に気体を入れて水と置きかえる水上置換法で集める。酸素（新しいタブで開きます）や水素（新しいタブで開きます）がこの方法で集められる。
- 水に溶けやすく空気より密度（新しいタブで開きます）が大きい気体は、容器の口を上に向けた下方置換法で集める。二酸化炭素はこの方法でも集められる。
- 水に溶けやすく空気より密度が小さい気体は、容器の口を下に向けた上方置換法で集める。アンモニア（新しいタブで開きます）はこの方法で集める。
詳しく
公式
気体の集め方を決める手がかりは、その気体の水への溶けやすさと、空気と比べた密度の大きさの2つ。
水に溶けにくい気体は水上置換法で集める。水で満たした試験管を水そうの中で逆さに立て、管から出る気体を入れて水と置きかえる。当てはまるのは、酸素・水素・窒素など。
水に溶けやすい気体は、空気と比べて重いか軽いかで分ける。空気より密度が大きいものは容器の口を上に向けた下方置換法、小さいものは口を下に向けた上方置換法で集める。
例題
例題1：アンモニアは水に非常によく溶け、空気より密度が小さい。水上置換法では水に溶けてしまうので、上方置換法で集める。
例題2：二酸化炭素は水に少し溶けるが、溶ける量は多くないので水上置換法でも集められる。空気より密度が大きいので、下方置換法も使える。
例題3：水上置換法で酸素を集めるとき、管から出はじめた気体は集めずに捨てておく。出はじめの気体には、試験管や管の中にもとからあった空気が混じっているから。
なぜそうなるか
水上置換法は、水と置きかえて気体を集めるので、空気が混じりにくく純粋な気体を集めやすい。容器の中の水が減った分で、集まった量も目で確かめられる。
水に溶けやすい気体を水上置換法で集めようとすると、気体が水に溶けてしまい、ほとんど集まらない。そのため空気と置きかえる方法を使う。
空気より重い気体は容器の底のほうにたまり、上にある空気を押し出していく。軽い気体はその逆に上へたまる。だから重い気体は口を上に、軽い気体は口を下に向けた容器で集める。
確認問題
確認問題（解答用紙）
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/gas-collection-methods/?from=print#quiz
アンモニアを集める方法として最も適しているものはどれか。
- ◯ 水上置換法
- ◯ 上方置換法
- ◯ どの方法でも同じ
- ◯ 下方置換法
正解：上方置換法
アンモニア（新しいタブで開きます）は水に非常によく溶け、空気より密度（新しいタブで開きます）が小さいので上方置換法で集める。水素を集める方法として最も適しているものはどれか。
- ◯ ろ過
- ◯ 下方置換法
- ◯ 水上置換法
- ◯ 上方置換法
正解：水上置換法
水素（新しいタブで開きます）は水に溶けにくいので、空気が混じりにくい水上置換法で集める。水上置換法で気体を集めるとき、出はじめの気体を集めない理由はどれか。
- ◯ 出はじめの気体は温度が高すぎるから
- ◯ 出はじめの気体は密度が大きいから
- ◯ 装置の中にあった空気が混じっているから
- ◯ 出はじめの気体は水に溶けやすいから
正解：装置の中にあった空気が混じっているから
出はじめの気体には、試験管や管の中にもとからあった空気が混じっている。下方置換法で集めるのに向いている気体の性質はどれか。
- ◯ においがない
- ◯ 水に溶けにくい
- ◯ 水に溶けやすく、空気より密度が小さい
- ◯ 水に溶けやすく、空気より密度が大きい
正解：水に溶けやすく、空気より密度が大きい
空気より重い気体は容器の底にたまって空気を押し出すので、口を上に向けた下方置換法で集める。
単元のポイント
- 水上置換法 水に溶けにくい気体（酸素・水素など）
- 下方置換法 水に溶けやすく、空気より密度が大きい気体
- 上方置換法 水に溶けやすく、空気より密度が小さい気体（アンモニア）
- 最初の気体 装置の中の空気が混じるので集めない