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中学理科「気体の性質:代表的な気体とその性質」の学び方

気体には、種類によって特有の性質があります。この性質を使うと、気体を区別することができます。今回は、「酸素」、「二酸化炭素」、「水素」、「アンモニア」の4つの気体についてまとめます。

空気の組成

わたしたちは普段、意識せずに空気のなかで生活しています。空気には、実は様々な物質が含まれており、その割合は一定に保たれています。以下の図を参照してください。

上図の通り、空気は約78%の窒素、約21%の酸素、約0.9%のアルゴンと、その他の物質で組成されています。その他の物質には、二酸化炭素、ネオン、ヘリウム、メタンなどが含まれています。

酸素

酸素の性質

酸素は物質を燃やすはたらきがありますが、酸素そのものが燃えるわけではありません。水にとけにくく、空気より少し密度が大きいのが特徴です。

酸素の製法

最も一般的な方法は、二酸化マンガンオキシドール(うすい過酸化水素水)を加えることで酸素をつくる方法です。また、酸化銀を加熱したり、水を電気分解することでも酸素をつくることができます。

二酸化炭素

二酸化炭素の性質

二酸化炭素は水に少しとけます。空気より密度が大きく(約1.5倍)、石灰水を白くにごらせることが特徴です。

二酸化炭素の製法

二酸化炭素の製法としては、石灰石うすい塩酸を加えます。炭酸水素ナトリウムを加熱したり、石灰石を加熱する方法もあります。

水素

水素の性質

水素は水にとけにくく、空気より密度が小さいのが特徴です。さまざまな気体のなかで、もっとも密度が小さく、軽い気体です。また、空気中で燃えると水になります。

水素の製法

水素は、亜鉛うすい塩酸を加えることで発生させることができます。また、これ以外に、水を電気分解することで水素と酸素ができますので、この方法でも水素を発生させることができます。

アンモニア

アンモニアの性質

アンモニアは水によくとけます。水溶液はアルカリ性で、空気より密度が小さく、刺激臭があるのが特徴です。

アンモニアの製法

アンモニアを発生させるには、塩化アンモニウム水酸化カルシウムを混ぜたものを熱します。また、アンモニア水を加熱することでも、アンモニアをつくることができます。

おわりに

この単元では覚えることがたくさんありますが、まずはそれぞれの気体の特徴を把握しましょう。

(image by amanaimages)
(image by 筆者)

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