水上置換・上方置換・下方置換のちがいをわかりやすく解説【中１理科】

当記事では水上置換法・上方置換法・下方置換法について学びましょう。

気体の集め方

気体の集め方には「水上置換法・上方置換法・下方置換法」の３種類の集め方があります。それぞれの集め方に適した気体があり、集め方の特徴のちがいを知ることが大切です。

水上置換法

水上置換方とは水の中にしずめたびんの中に気体を集める方法のことです。びんに気体が入り水が押し出されることで気体がびんにたまるため、純粋な気体を集めるときに便利です。

上方置換法

上方置換法とは水に溶けやすく水上置換法を使うことができない気体のうち、空気より密度が小さい気体を集めるときに用いられる方法です。

密度の記事で学んだ通り、空気よりも軽い気体は空気よりも浮きやすいです。上方置換法で空気より軽い気体を集めると、びんの中の空気をおしのけてびんの上の方に気体が集まっていきます。するとはじめにびんの中にあった空気が下から出ていき、びんの中には集めた気体がたまっていきます。

下方置換法

上方置換法とは水に溶けやすく水上置換法を使うことができない気体のうち、空気より密度が大きい気体を集めるときに用いられる方法です。

空気より密度が大きい、つまり重い気体は空気より沈みます。下方置換法で空気より重い気体を集めると、びんの中の空気をおしのけてびんの下の方に気体が集まっていきます。するとはじめにびんの中にあった空気が上から出ていき、びんの中には集めた気体がたまっていきます。

水に溶けやすいかどうかで集め方を決める

水上置換・上方置換・下方置換のどの方法で集めるかを選択する問題はよく出題されますが、まず水に溶けやすいかどうかで判断し、溶けやすいものは空気より密度が大きいか小さいかで判断しましょう。

まとめ

気体の集め方は中学３年生まで何度も出題される重要な考え方です。ぜひこの記事を何度も読んで内容をおぼえることをお勧めします。