Q. あけみさんからの疑問
新しい素朴な疑問がわいたので、久しぶりにまた来ました。
木が燃えるのをじっと見ていてふと疑問に思ったことです。木が炎を出して燃えるのは、木の成分の一部が気化して、その気体が炎になって燃えているのだと思いますが、その気体の成分は何ですか?
燃えながら木自体は炭化して、それも炭として赤く燃えますが、そのとき炎はあまり出ないので、炎になって燃えているのは、気化した炭素そのものではなさそうです。
アルコールランプの炎は気化したアルコールで、石油ランプの炎は気化した石油で、ローソクの火の炎は、ファラデーが『ローソクの科学』で言うように先に上で燃えている炎で熱せられたローソク本体が気化した可燃性気体で、明るく光るのはその気体中の炭素だとわかります。そうすると、木が燃えるときの気体も何らかの炭素化合物でしょうが、何なのでしょうか。どなたか教えてください。
★理科の疑問です。木が燃えるメカニズムが知りたいとのことですね。(星田)
A. アンギラスさんから
木の主成分はセルロースです。
その化学式は、C6H10O5(ブドウ糖=C6H12O6からH2Oが取れたもの)が何千と連なっています。
さて、この中で燃えるもの=酸化する元素と言えば、H=水素とC=炭素です。
水素分子は常温では気体ですし、熱によって水素がセルロースの高分子より離れて気化し酸化されている=燃えているのだと思います。
ここから先は曖昧で申し訳ないのですが、CO2も発生するので炭素も燃えているのでしょうが、炭素は墨として残るので、燃えるときに消費される炭素はその内のいくらかだと思います
A. YOSHYさんから
小学校時代に「木材の乾溜」の実験はされませんでしたでしょうか?
試験管に木材の破片(大概は割り箸の小片を入れたと思います)を入れ、口に細いガラス管を通したゴム栓をし、木片がある試験管の底が試験管に蓋をしたゴム栓より少し高い状態で固定し、木材の部分をアルコールランプで熱すると、木材の中から可燃性のガスが出てきます。蓋に挿入したガラス管に火を近づけると引火し炎が見られるはずです。
木の中には、いわゆる「木」として認識される部分だけでなく、いろんな有機物〜炭素、水素、酸素から成るものが含まれています。それが熱せられることにより、気化、炎を上げて燃えるわけです。
それが無くなると炭のできあがりです。
ところで、炭素の固まりである炭を燃やしても炎が出る場合があります。
それは、炭素が気化して燃えるのではなく、炭が不完全燃焼して、一酸化炭素を放出し、それが酸素の豊かなところに来て燃え二酸化炭素になるのではないかと思います。
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