【質問】中学(理科):発生した気体を集めるとき、「どの気体をどの方法で集めるか」はどのように決めているのですか?

〔質問〕
気体の集め方には3種類ありますが、
「どの気体をどの方法で集めるか」はどのように決めているのですか?
〔回答〕
「水に溶けるかどうか」と「空気より軽いかどうか」で、集め方を決めています。
水上置換法水に溶けにくい気体を集める(酸素・水素・二酸化炭素 など)
上方置換法:水に溶け、空気より軽い気体を集める(アンモニア など)
下方置換法:水に溶け、空気より重い気体を集める(塩素・塩化水素 など)
〔詳細〕
発生した気体をどの方法で集めるかを考えるときは「水に溶けるかどうか」から考えます。
(ア)水に溶けない場合:水上置換法で集める
(イ)水に溶ける場合:上方置換法か下方置換法で集める

(ア)水に溶けない場合:水上置換法で集める
水上置換法で集めると、
純粋な気体を集めることができますし、集めた気体の量が分かります。
(理想の集め方といえます)

水上置換法で集める気体には、酸素水素二酸化炭素などがあります。
(二酸化炭素は水に少し溶けますが、ほとんど溶けないため水上置換法で集めることができます)

(イ)水に溶ける場合:空気より軽いか重いかで集め方を変える
・空気より軽い場合…上方置換法で集める
・空気より重い場合…下方置換法で集める

上方置換法・下方置換法で集める場合は、空気と混ざって集まります。
また、どれだけ集めたかを確認するのは困難です。

上方置換法で集める気体はアンモニア
下方置換法で集める気体は塩素塩化水素などがあります。
(二酸化炭素は水に少し溶け、空気より重い気体であるため、下方置換法で集めることがあります)

 

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