中学 理科

木炭の燃焼(炭素の燃焼)

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木炭を燃焼させると,質量は・・

空気中でスチールウールを燃焼させると鉄は酸素と結びつき,酸化鉄ができました。できた酸化鉄の質量(重さ)を計ってみると,もともとのスチールウールよりも大きく(重く)なっていました。

では,木炭はどうでしょうか?あの黒い,鉛筆の芯に使われている素材でもあり,バーベキュー用の炭にも使われている木炭をガスバーナーで加熱すると,どのように変化するでしょうか?

オガ備長炭10kg、2級、長時間燃焼

結論から言うと,燃焼させた後の質量は小さくなっていきます。なぜでしょうか?

木炭を燃焼させると,空気中の酸素と結びついて,二酸化炭素が発生します。二酸化炭素は気体ですよね。すると空気中にどんどん逃げていくため,結果として木炭の質量が小さくなっていってしまうわけです。スチールウールの場合,酸素と結びついて固体の酸化鉄になっているので,質量は酸素原子の分増えますが,木炭の場合は気体の二酸化炭素となって空中に散っていくからなのですね・・。

化学反応式

 C + O2 → CO2

炭素+酸素→二酸化炭素。覚えやすいですね。

実験上の注意

木炭を燃焼させる実験を実験室でやるときには注意があると思いますが,閉めきった場所ではやらないようにしましょう。換気を忘れずに。なぜかというと,酸素が少ない状況下では,木炭は,下記のように反応してしまうからです(化学反応式は参考まで)

2C + O2 → 2CO

この出来た物質(CO)は一酸化炭素と言います。一酸化炭素は酸素に比べて250倍,赤血球中のヘモグロビンと結合しやすく,吸い続けてしまうと意識不明,場合によっては死に至るケースもあります。火災現場でも同じことが言えて,炎ももちろん注意しなければならないのですが,一酸化炭素を吸いこむことで一酸化炭素中毒を引き起こしてしまうケースも多々あります。

練習問題

以下の文を読んで,(1)~(4)に答えましょう。

木炭を空気中で加熱すると,質量は[ ① ]。これは,木炭が燃焼して出来た[ ② ]が空気中に逃げていくからである。また,ふたをした集気びんの中で木炭を加熱した後,石灰水を入れてよく振ると[ ③ ]。

(1)①に入るのに適する語を下の選択肢から選びましょう。

ア 増加する
イ 減少する
ウ 変わらない

(2)②に入る物質名およびその化学式を言いましょう。

(3)③にあてはまる結果を簡潔に答えましょう。

(4)木炭を空気中で加熱したときの化学反応式を書きましょう。

練習問題の解答例

(1)イ
(2)物質名:二酸化炭素 化学式:CO2
(3)(例)白くにごる(同意文可)
(4)C + O2 → CO2

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