中学1年生では、様々な気体の性質について学習しますが、その性質を覚えていますでしょうか?
この記事では、酸素、水素、二酸化炭素、アンモニア、窒素、塩素、塩化水素、硫化水素、一酸化炭素、二酸化窒素、二酸化硫黄、メタンの性質をわかりやすく解説しています。
それでは早速、気体の性質を確認していきましょう!
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0. 「気体の性質」の記事 一覧
「気体の性質」の単元に関係する記事の一覧です!
今、学習している内容がどこにあたるか確認しておきましょう!
1. 気体の性質(酸素、水素、二酸化炭素、アンモニア)
学習する気体の中で特に大切なのが、「酸素」、「水素」、「二酸化炭素」、「アンモニア」の4種類の気体です。
これらの気体は、これから理科を勉強するうえで、とてもよく出てくるものなので1年生のうちに早めにその性質を覚えておきましょう!
赤い部分は必ず覚えてほしいところ、青の部分は赤の次に大切なところです。
酸素 | 水素 | 二酸化炭素 | アンモニア | |
水への とけやすさ | とけにくい | とけにくい | 少しとける | とける |
空気と比べた 重さ | 少し重い | 非常に軽い | 重い | 軽い |
集め方 | 水上置換法 | 水上置換法 | 水上置換法 または 下方置換法 | 上方置換法 |
発生方法 | 過酸化水素水 (オキシドール) と 二酸化マンガン | 金属 (金・銀・銅以外) と 塩酸 | 石灰石 と 塩酸 | 塩化アンモニウム と 水酸化カルシウム |
その他の 性質 | ・ものが燃えるのを 助ける(助燃性) ・酸素自体は燃えない | ・水素自体が燃える ・ものは燃やさない | ・石灰水を白くにごらせる ・水溶液は酸性 | ・水溶液はアルカリ性 ・刺激臭 ・有毒 |
用途(ようと) | 医療用の酸素 溶接 | 燃料電池 ロケットやバスの燃料 | 炭酸水 ドライアイス | 医薬品(虫刺され) 肥料 |
発生方法については、学校でも実験を通して学習すると思います。学校での実験の内容とまとめて覚えてしまいましょう。
また、気体の集め方についてより詳しく知りたい方はこちらの解説も参考にしてください!
2. その他の気体
次に、窒素、塩素、塩化水素、硫化水素、一酸化炭素、二酸化窒素、二酸化硫黄、メタンの性質について学習しましょう。
さっきと同じように、特に大切な部分には黄色のライン、次に大切な部分には青いラインが引いてあります。
① 窒素(ちっそ)
・空気の78%をしめる
・無色、無臭
・水に溶けにくく、空気より少し軽い
・燃えたり、他の物質と反応しない安定した気体
・ポテトチップスの充填剤などに使われる
② 塩素(えんそ)
・プールの消毒のようなにおい、黄緑色
・水によくとけ、空気より重い
・漂白作用、殺菌作用がある
③ 塩化水素(えんかすいそ)
・塩化水素を水に溶かしたものが「塩酸」
・水溶液(塩酸)は酸性
・刺激臭がある
④ 硫化水素(りゅうかすいそ)
・卵が腐ったようなにおい(腐卵臭(ふらんしゅう))
・いわゆる「温泉のにおい」の原因
・水にとけやすく、空気より少し重い
・火山ガスの成分
・有毒
⑤ 一酸化炭素(いっさんかたんそ)
・ものが不完全燃焼したときに発生する
・有毒で、体内に入れすぎると中毒になる(火事で危険なのはこの気体)
・無色、無臭
・水にとけにくく、空気より少し軽い
⑥ 二酸化窒素(にさんかちっそ)
・酸性雨の原因の1つ
・赤褐色の気体、刺激臭
・有毒
・水にとけやすく、空気より重い
・水にとけると、「硝酸(しょうさん)」になる
⑦ 二酸化硫黄(にさんかいおう)
・酸性雨の原因の1つ
・刺激臭、無色
・水に溶けやすく、空気より重い
・有毒だが、殺菌作用や脱色作用がある
⑧ メタン
・都市ガス(家で使うガス)の成分の1つ
・無色、無臭(都市ガスにはわざとにおいをつけてある)
・水にとけにくく、空気より軽い
3. 【コラム】空気より軽いとは?
水素は空気と比べて「非常に軽い」っていうけど、
「空気と比べた重さ」ってどういうふうに決められてるの?
カメ吉、いいところに気がついたね!
確かに、よく「空気より軽い」とか「空気より重い」とかいうけど、中学校ではあまり深くは説明していなかったね。
そうなんだよ、、、
ずーっとここ最近疑問に思っていて夜も眠れないんだ。
それは大変だ!
それじゃあ、空気と比べたときの重さについて解説するね!
わーい!やったー-!!
気体にはそれぞれ決まった重さがあり、空気も重さが決まっています。
空気の重さは、気温20℃、湿度65%のとき約1.2gです。
他の気体の重さを空気と比べたときにどちらが重いかで「空気より軽い」や「空気より重い」といわれます。
空気と比べた重さは「比重(ひじゅう)」という言葉で表されます。
「比重」は、空気の重さを「1」としたときの気体の重さのことです。
その気体の比重が1より大きければ「空気より重い気体」、1より小さければ「空気より軽い気体」ということができます。
例えば、「水素」は全ての気体の中で1番軽い気体で、空気と比べると、その比重は「0.07」ほどしかありません。
そのため、空気:水素の重さの比は 1:0.07 で、同じ体積の空気と水素の重さを比べたときには、水素は空気の約14分の1の重さしかないということができます。
最後に、今回紹介した気体の比重を一覧でまとめました。今後の勉強の参考にしてください。
気体の種類 | 読み方 | 比重 | 空気と比べた重さ |
酸素 | さんそ | 1.11 | 少し重い |
水素 | すいそ | 0.07 | 非常に軽い |
二酸化炭素 | にさんかたんそ | 1.53 | 重い |
アンモニア | 0.60 | 軽い | |
窒素 | ちっそ | 0.97 | 少し軽い |
塩素 | えんそ | 2.49 | 重い |
塩化水素 | えんかすいそ | 1.27 | 少し重い |
硫化水素 | りゅうかすいそ | 1.19 | 少し重い |
一酸化炭素 | いっさんかたんそ | 0.97 | 少し軽い |
二酸化窒素 | にさんかちっそ | 1.49 | 重い |
二酸化硫黄 | にさんかいおう | 2.26 | 重い |
メタン | 0.56 | 軽い |