まとめ
- 物質が燃焼する際、供給される酸素が不足しているために酸化反応が完全に行われない現象。
- 毒性の強い一酸化炭素(CO)や、すす(炭素)が発生するのが特徴。
- 燃焼の3条件(可燃物・酸素・温度)のうち、酸素の供給量が不十分な場合に発生する。
解説
燃焼とは物質が酸素と激しく反応して熱や光を出す現象ですが、その継続には十分な酸素の供給が不可欠です。通常、炭素を含む物質が十分に酸素と反応すると二酸化炭素(CO2)が発生しますが、酸素が不足すると不完全燃焼が起こり、一酸化炭素が発生します。一酸化炭素は無色・無臭の気体であり、人体に取り込まれると血液中のヘモグロビンと強く結合して酸素の運搬を阻害するため、少量でも中毒を引き起こす極めて危険な物質です。
ろうそくの炎の構造においても、この現象を確認できます。炎の最も内側にある「炎心」は、周囲の空気が届きにくいため不完全燃焼の状態にあります。そのため温度が比較的低く、燃え残ったロウの蒸気が含まれています。一方、最も外側の「外炎」は空気に十分に触れて完全燃焼が起こるため、最も高温になります。このように、酸素の供給量によって燃焼の生成物やエネルギー効率は大きく変化します。
物が燃えるためには、まわりの空気の中に「酸素」が必要です。でも、まわりの空気が足りなかったり、うまく酸素が届かなかったりすると、物は最後までしっかり燃えきることができません。これを「不完全燃焼」といいます。
不完全燃焼が起きると、黒い「すす」が出たり、「一酸化炭素」という特別なガスが発生したりします。このガスは、色もにおいもないのに、吸い込むと体が苦しくなってしまう、とてもこわいガスです。だから、お家で火を使うときは、窓を開けて空気を入れかえることがとても大切なのです。
ろうそくの炎をよく見ると、一番外側は明るく燃えていますが、真ん中の暗い部分は空気が届きにくいため、不完全燃焼になっています。このように、酸素がどれくらいあるかによって、火の様子や温度は変わるのです。
ろうそくの炎の真ん中(炎心)にガラスの管を差し込むと、反対側から白い煙が出てきます。実はこれ、まだ燃えていないロウのつぶなんです。ここに火を近づけると、ポッと火がつきますよ。真ん中の部分はまだ燃えきっていない証拠ですね!
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