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科学

二酸化炭素(CO2)は化合物?水に溶ける?匂いは?各性質を徹底解説

私たちが生活における化学物質として「二酸化炭素」が注目されることがよくあります。例えば、「光合成に二酸化炭素が必要」「吐いた息の中には、二酸化炭素が混じっている」な
とと放言することが多いでしょう。

このように身近に存在する二酸化炭素だからこそその性質について理解しておくと、より
日常の科学を楽しめるようになるため、学んでおくといいです。

ここでは、二酸化炭素の基礎的な性質の「化合物なのか、混合物なのか?」「密度・比重(空
気よりも重いのか)」「におい」「水に溶けるのか」「酸性なのか?アルカリ性なのか?」などについて解説していきます。

二酸化炭素の性質のまとめ

それでは、以下で二酸化炭素の準的な性質について考えていきましょう。

二酸化炭素(CO2) は化合物なのか?混合物なのか?

結論からいいますと、二酸化炭素は混合物ではなく、物質の一つである化合物の一種です。
まず、化合物とは2種類以上の元素から構成される物質のことを指し、混合物とは物質
自体が複数混ざっているものを示します。

二酸化炭素はCとOの2種類の元素が化合してできたものであるため、化合物の1種と
いえるわけです。

二酸化炭素は水に溶ける?酸性?何性?

そして、二酸化炭素CO2は若干水に溶ける気体といえます。なお、水に溶ける際には、CO2 + H2O → HCO3- + H+ という化学反応が起こります。

このとき、H+(プロトン)を放出するため、酸性となります。このとき、塩酸や硫酸ほどH+を放出しやすくないために、そこまで酸性度は強くならないのです。

「二酸化炭素は何性?」が開かれた際には、すぐに酸性と答えられるようにしておきましょう。

二酸化炭素は空気よりも重い? 密度や比重は?

なお、二酸化炭素は空気よりも重い物質です。空気はおおよそ空本8割、酸素2割で構成
されており、平均分子量を考えますと 28 x 0.8 + 32 x 0.2 = 28.8 となります。

一方で二酸化炭素の分子量は44であるため、各々を比較すると二酸化炭素の方が同じ体積
や物質である場合は重いことがわかります。

実際に密度(0°C、1atm)を調べてみますと、

・二酸化炭素 1.977kg/m3..
・空気、1,293 kg/m3

と、二酸化炭素の方が数値が大きいのです。

なお、二酸化炭素の比重は上の数値を割ればいいので、1.977 ÷ 1.293 = 1.529と求める
ことができるのです。

二酸化炭素の集め方【収集方法】

このように、二酸化炭素は空気よりも重い、かつ水にある程度溶ける性質をもつために、
方置換方によって気体を収集します

以下のようなイメージです。

二酸化炭素に匂いはあるのか?色は?

なお、二酸化炭素は臭いはなく、無臭の気体といえます。

かつ、色もついていないため、存在しているかどうかを目で確認することはできません。

二酸化炭素にはこのようなさまざまな性質があるため、一つずつ理解していきましょう。

まとめ

ここでは、二酸化炭素の基礎的な性質について確認しました。

まとめますと、

・二酸化炭素(CO2)は化合物
・二酸化炭素は水に溶ける
・二酸化炭素は酸性
・二酸化炭素は空気よりも重い
・二酸化炭素は下方置換法によって集める
・におい・色がない(無臭・無色)

という性質があります。

身近な物質である二酸化炭素を科学的にとらえることによって、毎日の生活をより楽しん
でいきましょう。

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アラサーの男性です。自分が今まで経験・勉強してきた「エクセル」「ビジネス用語」「生き方」などの情報を、なるべくわかりやすく、楽しく、発信していきます。 一緒に人生を楽しんでいきましょう