気体の乾燥剤
今日は,乾燥剤について。
発生した気体には,水を含んでいることがあり,この水だけを取り除くために乾燥剤を用います。
乾燥剤には,中性・酸性・塩基性の３種類があり,気体と反応しないものを選ぶ必要があります。
■乾燥剤の種類
中性の乾燥剤： 塩化カルシウムCaCl2(水との反応：CaCl2 + H2O → CaCl2・H2O)
酸性の乾燥剤： 濃硫酸H2SO4(水との反応：(濃)H2SO4 + H2O → (希)H2SO4),
十酸化四リンP4O10 (水との反応：P4O10 + H2O → 4H3PO4)
塩基性の乾燥剤： ソーダ石灰(CaO+NaOH)(水との反応：CaO + H2O → Ca(OH)2, NaOHには,潮解性があり水分を吸収する。)
酸化カルシウムCaO(水との反応：CaO + H2O → Ca(OH)2)
■使用法
「酸性の気体と塩基性の乾燥剤」,「塩基性の気体と酸性の乾燥剤」の組み合わせは中和反応をしてしまうので不可。
中性の気体は,中性・酸性・塩基性の乾燥剤すべて可となります。
例外として,塩化カルシウムCaCl2とNH3は,反応してしまう(CaCl2 + 8NH3 → CaCl2・8NH3)ので不可。
濃硫酸H2SO4とH2Sは,H2Sが酸化されてSに変化してしまう(3H2S + H2SO4 → 4S + 4H2O)ので不可となります。
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中性の乾燥剤： 塩化カルシウムCaCl2(水との反応：CaCl2 + H2O → CaCl2・H2O)
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例外として,塩化カルシウムCaCl2とNH3は,反応してしまう(CaCl2 + 8NH3 → CaCl2・8NH3)ので不可。
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気体の捕集法
今日は,気体の捕集法について解説します。
実験的製法で発生した気体を集める方法は,次のように,水上置換,上方置換,下方置換の３種類があります。
①水上置換……
純度の高い気体(空気の混入を極力避けることができるため)を捕集でき,水による洗浄もできる)ために,水に溶けにくい(中性の気体)は,水上置換で集めます。
※水上置換は,水蒸気が混入してしまうというデメリットがあります。
②上方置換……
水に溶ける酸性・塩基性の気体は,水上置換では捕集できないので,空気より軽い気体(気体の分子量＜空気の平均分子量(約29))は,上方置換で集めます。
アンモニアの分子量は17なので,アンモニアのみ上方置換となります！
※上方置換は,空気が混入してしまうというデメリットがあります。
③下方置換……
空気より重い気体(気体の分子量＞空気の平均分子量(約29))は,下方置換で集めます。
結果的に,酸性の気体は,すべて下方置換となります。
※下方置換も,空気が混入してしまうというデメリットがあります。
※同温・同圧の気体の密度は,分子量に比例するので,空気の平均分子量約29より,分子量が小さい気体は空気より軽く,大きい気体は空気より重いことになります！
ちなみに空気の平均分子量は,
空気の組成は,約 N2：O2＝4：1なので
28×(4/5)＋32×(1/5)＝28.8≒29
となり,風がふ(2)く(9)と覚えます！
まとめると
水上置換 …… NO,CO,H2,H2,N2 ←中性の気体
上方置換 …… NH3 ←塩基性の気体
下方置換 …… NO2,CO2,H2S,SO2,Cl2,HCl ←酸性の気体
偶然にも,塩基性気体であるアンモニアは上方置換,
酸性気体はすべて下方置換となるので,
気体の性質を覚えていれば,難なく覚えられますね！
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気体の色,臭い,毒性について
今日は,気体の色,臭い,毒性について解説します。
■気体の色
気体の色はほとんどが無色であり,有色である下記４つのみを覚えればOKです。
NO2(赤褐色),F2(淡黄色),Cl2(黄緑色),O3(淡青色)
※NOは無色ですが,空気中で直ちにNO2(赤褐色)になります。
■気体の臭い
気体の臭いの覚え方は,基本的に酸性と塩基性の気体は,臭いがあり,
中性の気体は,臭いがないと覚えます。
酸性・塩基性・中性の気体については前回解説しましたね。
この覚え方は毒性も同じです。
そして例外として,
中性のO3は,臭いがあり,酸性のCO2,HFは,臭いがないと覚えます。
□臭いがある気体
酸性：NO2,H2S,SO2,Cl2,HCl
塩基性：NH3
中性：O3
CO2に臭いがないのは常識ですね！
具体的な臭いは,下記となります。
刺激臭：NO2,SO2,Cl2,HCl,NH3
腐卵臭：H2S
特異臭：O3
温泉地などでにおう腐卵臭が硫化水素か二酸化硫黄かどっちか
わからなくなってしまう人が多くいます。
そこで覚え方を考えました！
刺激臭の頭文字のし→ Si → SO2(二酸化硫黄)
腐卵臭の頭文字のふ→ Hu → H2S(硫化水素)
と覚えてはいかがでしょうか？
腐卵臭は硫化水素しかないので,問題文に腐卵臭とあれば,硫化水素と特定できます！特異臭もオゾンと考えてまず間違いないでしょう。
■気体の毒性
毒性のある気体の覚え方は,臭いの覚え方と同様に
酸性と塩基性の気体は,毒性があり,中性の気体は,毒性がないと覚えます。
そして例外として,中性のO3,COには毒性があり,酸性のCO2は,毒性がないと覚えます。
CO2に毒性がないのも常識ですね。
有毒だったら人類は生存していませんよね。
□毒性がある気体
酸性：NO2,H2S,SO2,Cl2,HCl,HF
塩基性：NH3,
中性：O3,CO
一酸化炭素COが有毒なのは,常識として知っていると思うのですが,その理由も試験で問われることがあるので覚えてください。
理由･･･
COはO2と比べて200倍以上強く血液中のヘモグロビンと結合するため,一旦,COと結合したヘモグロビンはO2と結合できず,血液中のO2の運搬を妨げるため。
このことからCOはきわめて有毒な気体なのです。
いかがでしょうか？
色と臭いと毒性は,センター試験でも超頻出なので,絶対に覚えてくださいね。
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■気体の色
気体の色はほとんどが無色であり,有色である下記４つのみを覚えればOKです。
NO2(赤褐色),F2(淡黄色),Cl2(黄緑色),O3(淡青色)
※NOは無色ですが,空気中で直ちにNO2(赤褐色)になります。
■気体の臭い
気体の臭いの覚え方は,基本的に酸性と塩基性の気体は,臭いがあり,
中性の気体は,臭いがないと覚えます。
酸性・塩基性・中性の気体については前回解説しましたね。
この覚え方は毒性も同じです。
そして例外として,
中性のO3は,臭いがあり,酸性のCO2,HFは,臭いがないと覚えます。
□臭いがある気体
酸性：NO2,H2S,SO2,Cl2,HCl
塩基性：NH3
中性：O3
CO2に臭いがないのは常識ですね！
具体的な臭いは,下記となります。
刺激臭：NO2,SO2,Cl2,HCl,NH3
腐卵臭：H2S
特異臭：O3
温泉地などでにおう腐卵臭が硫化水素か二酸化硫黄かどっちか
わからなくなってしまう人が多くいます。
そこで覚え方を考えました！
刺激臭の頭文字のし→ Si → SO2(二酸化硫黄)
腐卵臭の頭文字のふ→ Hu → H2S(硫化水素)
と覚えてはいかがでしょうか？
腐卵臭は硫化水素しかないので,問題文に腐卵臭とあれば,硫化水素と特定できます！特異臭もオゾンと考えてまず間違いないでしょう。
■気体の毒性
毒性のある気体の覚え方は,臭いの覚え方と同様に
酸性と塩基性の気体は,毒性があり,中性の気体は,毒性がないと覚えます。
そして例外として,中性のO3,COには毒性があり,酸性のCO2は,毒性がないと覚えます。
CO2に毒性がないのも常識ですね。
有毒だったら人類は生存していませんよね。
□毒性がある気体
酸性：NO2,H2S,SO2,Cl2,HCl,HF
塩基性：NH3,
中性：O3,CO
一酸化炭素COが有毒なのは,常識として知っていると思うのですが,その理由も試験で問われることがあるので覚えてください。
理由･･･
COはO2と比べて200倍以上強く血液中のヘモグロビンと結合するため,一旦,COと結合したヘモグロビンはO2と結合できず,血液中のO2の運搬を妨げるため。
このことからCOはきわめて有毒な気体なのです。
いかがでしょうか？
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