学習目安 | 小: C | 中: B | 高: B

すす(黒い煙)

一般小学生

まとめ

すす(黒い煙)
有機物が燃焼する際、酸素供給が不十分なために未燃焼のまま残った炭素の微粒子
  • 不完全燃焼によって発生する炭素の粒であり、光を遮る性質を持つ。
  • 炎の内側(内炎)で発生し、高温で熱せられて白熱することで炎の輝きの主因となる。
  • 空気(酸素)を十分に供給して完全燃焼させることで、発生を抑えることができる。

解説

すすは、ロウソクやガスなどの燃料が燃焼する過程で、酸素が不足している状態(不完全燃焼)において生成されます。ロウソクの炎を観察すると、中心部の「炎心」では燃料が気化し、その外側の「内炎」で熱分解が起こります。このとき、酸素が十分に届かないため、燃料に含まれる炭素が燃え切らずに微細な粒として残ります。これが「すす」です。

内炎に含まれる炭素粒子は、周囲の熱によって白熱化し、強い光を放ちます。私たちが目にする炎の明るさは、このすすの輝きによるものです。しかし、炎の外側(外炎)でも燃え切らなかった場合、黒い煙として空気中に放出されます。以下に、炎の構造とすすの関係をまとめます。

部位 燃焼の状態 すすの有無 温度と明るさ
炎心 燃料の気化(未燃焼) なし 最も低く、暗い
内炎 不完全燃焼 大量に発生(白熱) 中程度で、最も明るい
外炎 完全燃焼 なし(燃焼しきる) 最高温で、ほぼ無色
コラム

ガスバーナーの使用において、炎が黄色やオレンジ色に見えるのは、空気調節ねじが締まっていて酸素が不足し、すすが発生しているサインです。この状態で加熱を行うと、ビーカー試験管の底に黒いすすが付着し、加熱効率が低下します。空気調節ねじを緩めて酸素を送り込むと、すすが完全に燃焼して炎は青色になり、温度が上昇します。

また、工業的にはこのすすを「カーボンブラック」と呼び、ゴムの強度を高める補強材(タイヤなど)や、黒色の着色剤として広く利用されています。

小学生のみなさんへ

ろうそくを燃やしているとき、炎の中から黒い煙が出ることがありますね。これが「すす」です。すすは、燃料が燃えきれずに残ってしまった炭素たんそという物質の小さな粒のことです。

炎の中にガラスの棒や白いお皿を近づけると、黒い汚れがつきます。これがすすの正体です。空気(酸素)が足りないときに起こる「不完全燃焼ふかんぜんねんしょう」という現象によって作られます。ろうそくの炎が明るく光って見えるのは、実はこのすすの粒が熱くなって光っているからなのです。

ルラスタコラム

ガスバーナーの炎がオレンジ色のときは、空気が足りなくて「すす」が出やすい状態です。空気の入り口を開けて青い炎にすると、すすが出なくなり、温度ももっと高くなりますよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 ろうそくの炎から発生する「すす」の主成分は何ですか。
炭素(の粒)
【応用】 ガスバーナーの炎が黄色くなり「すす」が出ている場合、どのような操作を行えばよいですか。
空気調節ねじを動かして、空気(酸素)をより多く取り入れるように調節する。
【実践】 ろうそくの炎の中で最も明るい「内炎」において、すすが発生し、光り輝くのはなぜですか。理由を説明しるしなさい。
芯から気化した燃料が熱で分解されるが、酸素が十分に供給されないため、燃え残った炭素の粒(すす)が加熱されて白熱し、光を放つから。

記事の内容に誤りがありますか?

⚠️ 修正を提案する
ルラスタマップ (3層表示) フルサイズで表示 (5層) ↗
マップを生成中…

最近見た用語
履歴をチェックしています…