「暮らしの方法まとめ」記事「水に溶けにくい気体を集める方法」
普段の生活の中で、ちょっとした実験や工作をしてみたい、そう思ったことはありませんか？特に、理科の授業で習った気体を自分で集めてみたいけれど、どうすればいいのか分からない… そんな悩みを持っている方もいるかもしれません。この記事では、初心者の方でも簡単に「水に溶けにくい気体を集める方法」を、写真付きで分かりやすく解説します。
それでは、具体的な方法を3つご紹介しましょう。
1. 水上置換法：基本的な方法
最も基本的な方法が、この水上置換法です。用意するものは、気体を集めたい容器（試験管やペットボトルなど）、水、気体を発生させるための薬品（例えば、酸素なら過酸化水素水と二酸化マンガンなど）です。
まず、容器を水で満たし、口を下にして水槽や洗面器などの水の中に入れます。次に、気体を発生させる薬品を混ぜ合わせ、発生した気体が容器の中に送り込まれるようにします。気体は水に溶けにくいので、容器の上部にたまり、水は押し出されていきます。容器が気体でいっぱいになったら、集める完了です。
2. 下方置換法：空気より重い気体向け
空気より重い気体（例えば、二酸化炭素）を集めるのに適した方法が、下方置換法です。水上置換法と同様に、気体を集めたい容器を用意しますが、今回は水は使いません。
気体発生装置（フラスコなど）の口を容器の底に近づけ、気体を送り込みます。空気より重い気体は、容器の下にたまり、上部の空気を押し出すように集まります。容器全体が気体で満たされたら、集める完了です。
3. 上方置換法：空気より軽い気体向け
空気より軽い気体（例えば、水素）を集めるのに適した方法が、上方置換法です。下方置換法とは逆に、容器の口を上に向けて気体を集めます。
気体発生装置の口を容器の上部に近づけ、気体を送り込みます。空気より軽い気体は、容器の上にたまり、空気は押し出されていきます。容器全体が気体で満たされたら、集める完了です。
注意点・コツ
- 気体の性質を知る: 集めたい気体が、水にどれくらい溶けやすいのか、空気より重いのか軽いのかを知ることが大切です。
- 安全に配慮: 実験を行う際は、必ず換気を良くし、保護メガネや手袋を着用するなど、安全に配慮しましょう。また、火気厳禁の場所で行いましょう。
- 装置の工夫: 集める容器や気体発生装置は、身近なもので代用できます。工夫次第で、様々な実験が可能です。
まとめ
この記事では、「水に溶けにくい気体を集める方法」を3つ紹介しました。水上置換法、下方置換法、上方置換法は、それぞれ異なる気体を集めるのに適しています。安全に注意して、ぜひ色々な気体集めに挑戦してみてください。実験を通して、科学の世界をより深く理解できることでしょう。