主な気体の特徴

酸素

  • 常温常圧(20℃1気圧)で気体
  • 無色無臭
  • 液体は淡青色
  • 大気の約21%を占める
  • 不燃性、支燃性を示す

二酸化炭素と一酸化炭素

二酸化炭素

常温常圧で気体
無色無臭
空気比重>1(1.5空気より重い)
不燃性、消火剤に使用される
水に溶け、水溶液は弱酸性(炭酸水)
加圧した状態で温度を下げると液化しやすい
人体に無毒、ただし高濃度で有毒

一酸化炭素

  • 常温常圧で気体
  • 無色無臭
  • 空気比重<1(0.97、空気より軽い)
  • 可燃性
  • 水にほとんど溶けない
  • 液化しにくい
  • 人体に有毒
  • 淡青色の炎で燃焼、二酸化炭素を生成

二酸化炭素と一酸化炭素の比較

        二酸化炭素     一酸化炭素
空気比重    1.5(空気より重い) 0.97(空気より軽い)
燃焼性     不燃性       可燃性
水溶性     溶ける       ほとんど溶けない
酸化性・還元性 酸化性       還元性
液化      低温加圧下で容易  困難
毒性      ほぼ無毒      有毒

水素

  • 常温常圧で気体
  • 無色無臭
  • 空気比重<1(空気より軽い、物質中最も軽い)
  • 可燃性、青白い炎で燃焼、水(H2O)を生じる
  • 燃焼範囲が極めて広い(4~75%)
  • 水に溶けにくい

気体に関する法則

乙種試験では、ボイルの法則・シャルルの法則を使う計算問題が時々出題されます。

内容は簡単なものですので、式と式の意味は覚えておきましょう。

ボイルの法則

温度が一定のとき、気体の体積は圧力に反比例する。

V=c/P

(P×V=c、P1×V1=P2×V2)

P:圧力(Pa)
V:体積(l)
c:一定

シャルルの法則

圧力が一定のとき、一定質量の気体の体積は、1℃上昇または下降するごとに0℃における体積の273分の1ずつ膨張または収縮する

V/(273+t)=c

(V1/(273+t1)=V2/(273+t2)

V:体積(l)
t:温度(℃)
c:一定

シャルルの法則は、絶対温度を用いると次のようになります。
試験ではこちらの形の方が使いやすいです。

V/T=c

(V1/T1=V2/T2)

V:体積(l)
T:絶対温度(K)

絶対温度

セ氏温度に273.15度を加えた値で表される温度
単位はK(ケルビン)
→絶対温度(K)=273.15+セ氏温度(℃)≒273+セ氏温度(℃)

理想気体

理想気体は、ボイルの法則及びシャルルの法則に完全に従う仮想的な気体です。

実際の気体は、ボイルの法則及びシャルルの法則に厳密には従いません。