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金属の燃焼

一般小学生

まとめ

金属燃焼
金属が酸素と激しく反応して光や熱を出し、酸化物に変化する化学反応
  • 酸素と結びつく「酸化」の一種であり、激しい熱と光を伴う現象である
  • 反応によって生成された酸化物は、結合した酸素の分だけ元の金属より質量が増える
  • マグネシウムや鉄(スチールウール)などが代表例で、物質ごとに特有の燃え方をする

解説

金属の燃焼は、物質が酸素と化合する「酸化」の中でも、特に激しく熱や光を出す反応を指します。このとき、金属原子と酸素分子が結びついて「酸化物」という新しい化合物が作られます。

例えば、マグネシウムを加熱すると、まばゆいばかりの白い光を放って燃え、白い粉末状の酸化マグネシウムに変化します。一方、鉄(スチールウール)を燃やすと、火花を散らしながら黒い酸化鉄へと変化します。これらの反応では、気体である酸素が固体である金属と結びついて固定されるため、反応後の質量は必ず元の金属よりも大きくなるのが大きな特徴です。

金属の種類 燃焼時の様子 生成物(酸化物) 色の変化
マグネシウム 強い光を放って激しく燃える 酸化マグネシウム 銀白色 → 白色
鉄(スチールウール) 火花を散らして燃える 酸化鉄 灰色 → 黒色
コラム

金属の燃焼における質量の変化には一定の規則性があります。例えば、マグネシウムと結びつく酸素の質量の比は常に「マグネシウム:酸素 = 3:2」となります。この比率を利用して、反応後の質量から逆算して必要な酸素量を求める問題が、入試や定期テストで非常に多く出題されます。

また、身近な例では、使い捨てカイロも鉄の酸化反応を利用していますが、こちらは「燃焼」ほど激しくない穏やかな酸化反応(発熱反応)を利用しています。

小学生のみなさんへ

みなさんは「金属が燃える」と聞いて、どんな様子を想像しますか?実は、マグネシウムや鉄などの金属も、火をつけると激しく燃えることがあります。

金属が燃えると、空気の中にある「酸素」と合体して、別の物質に変わります。これを酸化さんかといいます。例えば、スチールウール(細かくした鉄)を燃やすと、火花が出て黒っぽいかたまりになります。これは鉄と酸素が結びついた「酸化鉄さんかてつ」というものです。

ここで大切なポイントがあります。金属が燃焼ねんしょうした後は、合体した酸素の重さの分だけ、元の金属よりも重くなるのです。ふつうの紙や木を燃やすと灰になって軽くなるイメージがありますが、金属の場合は逆なので、テストでもよく狙われるポイントですよ。

ルラスタコラム

花火のきれいな色は、実は「金属の燃焼」に関係があります。金属の種類によって、燃えるときに放つ光の色が違う性質(炎色反応)を利用して、赤や青、緑などの美しい色を作り出しているのです。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 金属を空気中で加熱して燃焼させたとき、反応後の質量は反応前と比べてどう変化するか
酸素と結びつくため、質量は増加する
【応用】 マグネシウムを燃焼させたとき、マグネシウムの質量と結びつく酸素の質量の比はどうなるか
マグネシウム:酸素 = 3:2 の比率で結びつく
【実践】 木や紙を燃やすと質量が減少するのに対し、金属を燃やすと質量が増加するのはなぜか、理由を説明せよ
木や紙は燃焼によって二酸化炭素などの気体が発生して空気中に逃げていくが、金属の燃焼では酸素が金属と結びついて固体の酸化物となり、その場に留まるため

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