中学受験の理科で習う「気体の集め方」

酸素や塩化水素といった気体は、水に溶けるか溶けないかで集め方が大きく変わります。

水に溶けない場合　→　水上置換
水に溶ける場合　→　上方置換または下方置換

水上置換

水上置換は、ビーカーを水そうの中に入れて、そのビーカーにガラス管を入れて気体を入れていくという方法です。気体はガラス管から、水を通ってビーカーの中に入っていきます。

水を通るということは、水に溶けてしまう気体はそもそも集められないということです。

水上置換で集められる気体：

学校によっては二酸化炭素も水上置換で集められると教えられるかもしれませんが、実際は二酸化炭素は水上置換を用いません。二酸化炭素はわずかに水に溶けるからです。二酸化炭素を水に溶かしたものを炭酸といいます。コーラなどの飲み物は炭酸ですね。

二酸化炭素は基本的に下方置換というやり方で集めます。

水に溶けてしまう気体は上方置換または下方置換で集めます。

上方置換は、ビーカーを逆さまにして、下からガラス管を通して気体を入れていく方法です。逆に下方置換は、ビーカーをそのまま置いて、上からガラス管を通して気体を入れていく方法です。

上方置換は集める気体を上に出して、空気を下から出していく必要があります。そのため空気より軽い気体でなければいけません。空気より重かったら、どんどんビーカーから逃げてしまいますよね。

下方置換では、集める気体は空気より重い気体です。軽かったら上からどんどん逃げてしまいます。

上方置換　→　空気より軽い気体
下方置換　→　空気より重い気体

上方置換で集められる気体
水素、アンモニア

下方置換で集められる気体
二酸化炭素、塩化水素

水素とアンモニアはとても軽く、二酸化炭素と塩化水素は空気より重い。上方置換と下方置換の違いは忘れないようにしましょう。