「この気体は空気より重いか、軽いか」を丸暗記しようとすると混乱の原因になります。ここで鍵を握るのが、空気の平均分子量である「約29」という基準値です。
地球の大気は主に窒素(分子量約28)が約78%、酸素(分子量約32)が約21%で構成されています。これらを加重平均すると、空気の分子量は約28.8、つまりおよそ29になります。対象となる気体の分子量が29より大きければ空気より重く、小さければ空気より軽くなります。
【空気より軽い気体(分子量<29)】
- 水素(H₂):分子量2(あらゆる気体の中で最軽量)
- ヘリウム(He):分子量4(風船を浮かせる気体)
- メタン(CH₄):分子量16(都市ガスの主成分)
- アンモニア(NH₃):分子量17
- 窒素(N₂):分子量28(空気とほぼ同等だがわずかに軽い)
【空気より重い気体(分子量>29)】
- 酸素(O₂):分子量32
- 二酸化炭素(CO₂):分子量44(ドライアイスの煙が足元にたまる理由)
- オゾン(O₃):分子量48
- 二酸化硫黄(SO₂):分子量64
- 塩素(Cl₂):分子量71(空気の約2.5倍の重さがあり、床面に滞留しやすい)
このルールさえ頭に入れておけば、未知の気体に出会った際も化学式から瞬時に浮沈の傾向を割り出せます。