酸素の性質・発生方法・集め方まとめ【中学化学】

目次

酸素の性質

酸素がなくなったらどうなっちゃうでしょうか?

呼吸ができない!!

ですね!酸素は生物が呼吸をして生きるために絶対に必要な気体です!

酸素はもちろん生きるために必要な気体ですが、それ以外にもいろいろな特徴があるんです!

今回はそんな酸素がテーマです♪

身近な気体!

酸素の割合

まずは酸素って空気中にどのくらいあるか知ってる?

たくさん!

うん。まぁそうといえばそうだし、そうじゃないといえばそうじゃないね(笑)

割合を表で表すとこのようになっています

酸素が2番目に多い!

ですね!酸素は空気中に21%ほど存在する気体です。

「乾燥」空気と書かれていますが、これは水蒸気を除いて考えた割合ということです。湿度によるけど、空気中の3~5%は水蒸気(水)です

具体的にイラストでイメージするとこのようになります。

10個の空気の粒があったら、そのうちう8個が窒素(ちっそ)、2個が酸素のイメージです。

なるほどね!

じゃあ酸素がどんな風に使われるのか見てみましょう。

<酸素を使った道具>

登山用ボンベ

バーナー

いろいろ使われているんだ

登山用ボンベは山の上に登れば登るほど気圧が低くなって酸素の量が減って、高山病になってしまいます。登山用ボンベの中身はほぼ酸素で、不足した酸素を補うことができます!

バーナーにも入っているの?

そうだね、バーナーの中身に直接使われているわけじゃないけど、酸素には「助燃性」という性質があって、バーナーは空気中の酸素を利用して加熱しているから例にあげたよ。

助燃性?

うん、助燃性ってのは酸素の一番の性質で、ものを助けるはたらきのことなんだ!じゃあそんな酸素の性質などを学んでいこう!

オー!

酸素の発生方法

まずは、酸素の発生方法を知りましょう!

酸素はいろいろな物質に含まれているから簡単に発生させることができるんだけど、有名な発生方法はオキシドール(過酸化水素水)に二酸化マンガンを入れる方法です。

物質に含まれているっていうのは2年生で学習する原子の考え方の話です。物質をさらに細かくすると酸素の元になるってイメージだよ

知らない物質が2つもでてきた、、、

化学では名前がたくさんでてくるから、出てきた物質名を少しずつ覚えていこう!

簡単に言うと透明な液体に黒い石を入れると酸素が発生するってことです!

めっちゃ簡単に言ったな!

この実験の様子をムービーでみてみましょう!

(頑張って準備中)

泡がブクブクしているね!

過酸化水素水(オキシドール)+二酸化マンガンで酸素が発生する

この実験の二酸化マンガンの代わりにじゃがいもでもできちゃいます!じゃがいもバージョンはコチラ

(これも頑張って準備中!)

同じような反応だね

この時の泡が“酸素”です。また、実験で用いた二酸化マンガンは再利用することができます

えっ?無限に酸素ができるじゃん!!

いや、オキシドールの方は反応するとただの水になっちゃうから無限に作ることはできません。

二酸化マンガンの方は変化しないので何度も使えます。二酸化マンガンのようにその物質は変化しないけど、反応をすすめる物質のことを“触媒”といいます。

反応はするけど、そのものはなくならないのが触媒と思ってくださいね!

酸素の集め方

この実験の酸素の集め方だけど、“水上置換法”で集めます。

水上置換法は水に溶けにくい気体を集める方法です。気体の集め方については↓の学習で学ぼう!

あわせて読みたい
気体の集め方、それぞれのメリット・デメリット 3つの気体の集め方 集め方 水に溶けやすい 空気より軽い 空気より重い 水上置換法 ✕ 〇 〇 上方置換法 〇 〇 ✕ 下方置換法 〇 ✕ 〇 それぞれの集め方について詳しく見て...

水に溶けないから水中で集めることができるんだね

そうです!気体の性質によって集め方が変わるんでしたね♪

酸素の性質

次に基本的な酸素の性質を抑えておきましょう!

酸素の性質

詳しくそれぞれの項目を見ていこう!

色・におい

酸素は無色無臭の気体です。

知ってる!

空気中に存在していて違和感ないから、色もにおいもないことなんて周知の事実ですね!

密度

酸素の密度は1.33g/Lで、空気の密度は1.20g/Lだから空気よりも少し密度が大きい程度で、ほとんど変わりません

空気は8割が窒素で2割が酸素です。その中で窒素の密度は1.16g/Ⅼで酸素よりも軽いから酸素の密度は空気よりも大きいんですね。ただ、これは微妙な差だから下方置換法では酸素を集めることは難しいです。

水への溶けやすさ

酸素は水に非常に溶けにくく、25℃の時に水1Lにたった8㎎程度しか溶けません。

全然溶けない!

8㎎ってことは0.008gだもんね。それくらい酸素は水に溶けにくい物質です。だから水上置換法で収集が可能です。

ちなみに、水の温度が高いほど溶ける酸素の量は小さくなります。また、沸点(液体になる温度)は-183℃、融点(固体になる温度)は-218℃です。

ほとんどの状況で気体で存在するんだね

そのほかの性質

酸素の性質で一番重要なのは“助燃性”です。

助燃性とは文字の通りえるのをけるのことです!

酸素は燃えるわけだ!

いいえ!違います!酸素が燃えるっていうのはよくある間違いです。

えっ!?違うの?

はい、例えばバーベキューをする時は、炭に火を付けてめっちゃあおぐよね。

うんそうすると火が強くなるんだ!

そうそう、火が強くなるのは酸素が送り込まれたからなんだけど、この時に燃えているのは酸素じゃなくて、炭自体なんだ。

酸素は関係ないの?

関係はしてるけど、酸素は炭と反応することで火を強くすることができますが、酸素だけじゃ燃えることができないんです。つまり燃えているのは炭などの物質ってことです。

主役は炭なんだね

そうです!酸素はサポート係ってイメージですね!

酸素が存在しているかは、この助燃性で調べることができるから、火のついた線香を集めた気体に入れて火が強くなれば、酸素ができているってわかります。

2年生の学習だけど、酸化銀という物質を加熱するとピカピカ光る銀を酸素に分かれる楽しい実験などで酸素が発生していることを調べたりしているので、興味があれば↓もみてみてください♪

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今回のまとめ

オキシドール(過酸化水素水)二酸化マンガンを混ぜると酸素が発生する
水に溶けにくいので水上置換法で回収する
酸素自体は燃えない助燃性がある

今回のまとめクイズ!

次のうち酸素の性質として正しいものは?
次のうち酸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。
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