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爆発的燃焼

一般小学生

まとめ

  • 水素酸素が2:1の体積比で混合された状態で点火した際、極めて激しく反応し、熱と光を放ちながら瞬時に水を生成する現象です。
  • この混合気体は「爆鳴気(ばくめいき)」と呼ばれ、反応速度が非常に速いため、爆発的な音を伴うのが特徴です。
  • 物質が酸素と激しく結合して別の物質に変化する「酸化」の代表的な例であり、化学変化の前後で物質の性質が劇的に変わることを示します。

解説

水素は無色・無臭の気体であり、あらゆる物質の中で最も軽いという性質を持っています。水に溶けにくいため、実験室では「水上置換法」を用いて集められます。一般的に、アルミニウム亜鉛、鉄などの金属塩酸を反応させることで発生させることができます。

例えば、アルミニウムと塩酸を反応させると、水素が発生すると同時に「塩化アルミニウム」という物質が生成されます。反応後の液体蒸発させると、元の金属とは異なる白い粉末が残ることから、化学反応によって全く別の物質に変化したことがわかります。このようにして得られた水素を酸素と混ぜて点火すると、激しい爆発音とともに水(水蒸気)へと変化します。試験管の内側が白くくもるのは、発生した水蒸気が冷えて液体に戻ったためです。

コラム

水素を燃焼させた際に発生するのは水だけであり、地球温暖化の原因となる二酸化炭素を一切排出しません。そのため、環境に優しい「クリーンエネルギー」として、燃料電池車やロケットの燃料など、次世代のエネルギー源として大きな期待を寄せられています。

小学生のみなさんへ

水素すいそ酸素さんそを、2:1の体積たいせき混合こんごうして火を近づけると、大きな音を立ててはげしく燃焼ねんしょうします。これを「爆発的燃焼ばくはつてきねんしょう」とよびます。このとき、水素すいそ酸素さんそがくっついて、瞬間しゅんかんに水(水じょう気)にすがたを変えます。

水素すいそは、世の中で一番かるい気体です。アルミニウムなどの金属きんぞく塩酸えんさんをかけると発生はっせいさせることができます。実験のあとで、残ったえき蒸発じょうはつさせてみると、もとの金属きんぞくとはちがう白い粉が出てきます。これは、化学の力で別の物質ぶっしつに変わった証拠しょうこです。

ルラスタコラム

水素と酸素をまぜた気体は「ばくめいき」とよばれます。火を近づけると「キュッ」や「ポンッ」という高い音が鳴ります。この音の正体は、まわりの空気が急にはげしくふるえることで生まれる爆発音なんですよ。

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