水素の性質・発生方法・集め方まとめ【気体の性質】

目次

水素ってどんなもの?

変なガソリンスタンドが出来た!!

おっ!これは水素ステーションだね。全国に155か所(2021年9月)の水素ステーションが展開されています。

水素ステーション?

水素ステーション燃料電池自動車(FCV)の燃料を補給するためのガソリンスタンドみたいな施設です。

ガソリンじゃないんだね

そうです!燃料電池自動車は水素と酸素を使って動くから、走行時には水しか出さずクリーンな燃料として有名です。

有名なだけで発電時には結構なエネルギーを使っているからエコってわけじゃないです。

気体で走れるなんてすごいね!

ですね。水素と酸素で動こう!っていう発想がなかなかのものです!

でもなんで気体で動くの?ジェット噴射?

いいえ、気体自体を飛ばして動いているんじゃなくて、水素と酸素の反応によってエネルギーを生み出しています。

今回はそんな莫大なエネルギーを持っている水素について学んでいきましょう!

楽しみだ♪

水素の利用方法

水素は身近にこんな風に使われています。

水素の利用例

水素ステーション

爆弾があるじゃん!

そうですね。水素はめちゃくちゃエネルギーを持つ気体だから身近な使い道は少ないんです(笑)。

戦争をしていた時代は水素が持つ大きなエネルギーを利用し、爆弾として活用していましたが、戦後で技術がガンガン発展してからは動力として使われるようになってきました。

そっか、使いにくい物質ではあるんだね

そうですね。でも激しい物質なだけあって面白い性質がいくつもあります。

そんな水素を発生させてみましょう!

爆発だ~!

水素の発生方法

水素は塩酸に金属を入れることで発生させることができます。

金属は金や銀、銅といった反応しにくい金属じゃだめでよく亜鉛などの反応する金属が使われます。

塩酸に亜鉛や鉄などの金属を入れると水素が発生する

実際に実験をしたムービーを見てみましょう!

シュワシュワ!

ですね!勢いよく水素が発生しているのがわかります。

後の水素の性質でもでてくるけど、水素は水に溶けにくい性質を持っているから水上置換法で回収することができます。

酸素と同じだね

水素は水上置換法で集める

じゃあ次に水素の性質をみてみましょう!

水素の性質

水素の性質をまとめるとこのようになります。

水素の性質

軽いんだ!

水素は宇宙で一番軽い気体です!なんかすごいよね!それじゃあ水素の性質を細かく見ていきましょう!

色・におい

水素は無色・無臭の気体で、空気中に0.00005%しか存在しません。

全然ないんだね!

すぐ爆発しちゃうような気体だし、空気中で存在しにくいんですね。

ただ、宇宙では一番多い気体でその数は90%以上にものぼります。

めっちゃ多い!

太陽も現在85%は水素で出来ていて、水素が核融合してヘリウムになることで太陽系を明るくできるレベルのエネルギーをつくり出しています。

なんかかっこいい!

とにかく水素はものすごいエネルギーを持っていることを知っていればOKです!

密度

水素は宇宙にもっとも多く存在している気体ですが、密度は0.08g/Lと宇宙で最も小さいです。

中2で習う周期表を見るとわかりますが、左上に書いてあります。(上にあるほど軽い)

フワフワなんだね

軽い気体だから風船にも使えそうだけど、フワフワ浮かぶ風船に使われるのは一番軽い水素じゃなくて、2番目に軽いヘリウムになります。

なんで水素はダメなの?

水素はエネルギーを持ちすぎているから危険だからですね。ピエロの持っている風船がなにかの拍子に大爆発して丸焦げピエロが完成しちゃったら嫌ですもんね。

遊園地でそれは嫌だ!

そのほかの性質

続いて水素の性質を学んでいきましょう!水素で一番面白い性質は“水素自体が燃える”ってことです。

ちょっと実験してみましょう!

水素を集めて火のついたマッチを近づけてみると大きな音を出して爆発します。

試験管は小さいのにスゴ!

ですね。実際の音の大きさはムービーを見てくださいね♪

水素ってすごいんだね

うん、水素のパワーが分かったなら今回の学習は完璧♪

このように水素はそれ自体が燃える性質を持っています

爆発を起こした試験管に注目すると何か気づくことはありませんか?

なんか濡れてる!

その通り!水素を爆発させると「水」が発生するんです!

詳しいことは中2の化学で学んでください♪

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水素が燃えた後は水が残る

今回のまとめ

塩酸に亜鉛などの金属を入れる水素が発生する
水素は宇宙で一番密度が小さい気体
水素自体が燃えて音を立てて爆発する

今回のまとめクイズ!

水素の性質として正しいものは?
水素の性質として正しいものは?
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次の学習も一緒に頑張ろうね!

次の学習

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この記事を書いた人

私立中・高一貫校の現役理科教員です。
専門は生物学で、中学・高校理科の教員免許を持っています。
子供のころ勉強に使っていた学習サイトを自分でも作りたくでトライし始めました!
理科の授業を「何度でもふりかえる」ことが出来るように、知識+思考力がつくサイトにしていくのでよろしくお願いします!

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