水(水蒸気)

一般小学生

まとめ

  • ろうの成分である水素空気中の酸素と結びついて発生する物質で、冷却されると液体の水滴として現れる。
  • 有機化合物が燃焼する際に、二酸化炭素とともに生成される主要な化学物質。
  • 燃焼直後は目に見えない気体水蒸気)の状態であるが、周囲の温度が下がることで凝結し、視認可能な液体へと変化する。

解説

ろうそくの主成分であるパラフィンなどの有機化合物には、炭素と水素が含まれています。これに火を灯すと、空気中の酸素と激しく反応する「燃焼」が起こります。このとき、物質に含まれる水素が酸素と結びつく(酸化する)ことで、水(H2O)が生成されます。

燃焼の直後は非常に高い熱エネルギーを持っているため、生成された水は無色透明の気体である「水蒸気」として放出されます。しかし、この水蒸気が冷たいガラス板集気びんの内側に触れると、熱を奪われて急激に冷やされ、小さな水滴となって付着します。これは、燃焼という化学変化によって元の物質とは異なる新しい物質が生成されたことを示す現象であり、同時に「燃料の中に水素が含まれていること」の証明でもあります。

コラム

燃焼によって発生するのは水だけではありません。ろうに含まれる炭素が酸素と結びつくことで、二酸化炭素も同時に発生します。これは、燃焼後の集気びんに石灰水を入れて振ると白く濁ることで確認できます。また、ろうそくの炎は外側ほど酸素とよく触れるため温度が高く(外炎)、中心部は酸素が不足しているため温度が低い(炎心)という構造上の特徴があります。

小学生のみなさんへ

ろうそくが燃えているとき、実は目に見えないところで新しい物質が作られています。その一つが「水」です。ろうの中にふくまれている水素すいそという成分が、空気の中の酸素さんそと結びつくことで水が生まれます。

火のまわりはとてもあついので、生まれたばかりの水は目に見えない「水蒸気すいじょうき」という気体になっています。でも、冷たいコップなどを近づけると、急に冷やされて小さな水滴になります。これが、ろうそくが燃えて水ができた証拠しょうこです。

また、ろうそくが燃えると水のほかに「二酸化炭素にさんかたんそ」も作られます。これは、石灰せっかいすいという液体を白くにごらせる性質があります。実験をするときは、火のまわりで何が起きているか、じっくり観察してみましょう。

ルラスタコラム

ろうそくの炎をよく見ると、場所によって色がちがいます。一番外側の明るい部分は「外炎がいえん」といって、酸素がたっぷりあるので一番温度が高くなります。逆に、芯に近い「炎心えんしん」は酸素が足りなくて、温度が一番低くなっているんですよ。

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