まとめ
【定義】
木材を空気を遮断した状態で加熱（蒸し焼き）して炭化させた物質。主成分は炭素であり、燃焼時には二酸化炭素を放出する。
学習の要点
- 重要語句：助燃性、水上置換法、酸化
- 用語の意義：酸素中における物質の燃焼反応を確認する際の代表的な試料であり、炎を上げずに高温で発光（赤熱）する特徴を持つ。
解説
酸素は「助燃性（物質が燃えるのを助ける性質）」を持つ気体である。この酸素を満たした集気びんの中で木炭を燃焼させると、空気中での燃焼とは異なり、炎を出さずに本体が鮮やかな赤色（赤光）を放ちながら激しく燃焼する。
気体の採集方法は、その気体の性質、特に「水への溶けやすさ」と「空気に対する密度」によって決定される。酸素は水に溶けにくい性質を持つため、純度の高い気体を得るのに適した「水上置換法」が主に用いられる。このほか、気体の性質に応じて、密度が空気より大きい場合は「下方置換法」、小さい場合は「上方置換法」が選択される。
酸素中での燃焼実験では、物質によって異なる反応が見られる。例えば、線香は炎を上げて燃え、硫黄は青白い炎を出し、鉄線は火花を散らして燃える。木炭の場合は、固体表面で直接反応が進行するため、揮発成分による炎ではなく、固体そのものが赤熱するのが特徴である。
補足
木炭は多孔質構造（微細な穴が無数に空いた構造）を持つため、吸着能に優れており、燃料以外にも脱臭剤や濾過材として利用される。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
酸素（さんそ）の中でものを燃やす実験について説明します。木炭（もくたん）を酸素がいっぱい入ったびんの中に入れると、炎は出ませんが、本体が真っ赤になってとてもはげしく燃えます。
これは、酸素に「ものを燃やすのを助けるはたらき」があるからです。酸素の中では、木炭のほかにも、線香が炎を上げたり、鉄が火花を出したりして、空気中よりもはげしく燃える様子が観察できます。
気体を集める方法には、水の中を通す「水上置換法（すいじょうちかんほう）」、びんの口を上にする「下方置換法（かほうしかんほう）」、びんの口を下にする「上方置換法（じょうほうしかんほう）」の3つがあります。酸素は水に溶けにくいので、ふつうは水上置換法を使って集めます。
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