すす

すす

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

  • 燃料が酸素不足によって不完全燃焼を起こした際に発生する、炭素を主成分とした黒い微粒子のこと。
  • ろうそくの炎の「内炎」部分で多く発生し、熱せられた粒子が白熱することで炎を明るく光らせる原因となる。
  • 炎の中にガラス棒や陶器を挿入すると、未燃焼の炭素が物体の表面で冷やされて黒く付着するため、実験的に確認できる。
すす完全燃焼炭素内炎

解説

ろうそくなどの有機化合物が燃焼する際、周囲の酸素が十分に供給されない条件下では「不完全燃焼」が進行する。炎の構造において、外側の空気が届きにくい「内炎」では特に酸素が不足しやすく、燃料に含まれる炭素が二酸化炭素にまで完全に酸化されずに、固体微粒子の状態で残留する。これが「すす」の正体である。

内炎が明るく輝いて見えるのは、この熱せられた炭素粒子(すす)が白熱して光を放っているためである。実験において、炎の中にガラス棒や冷たい陶器の皿を短時間挿入すると、表面に黒い物質が付着する。これは、炎の中で浮遊していた高温の炭素粒子が、冷たい物体の表面に触れて急激に温度が下がり、固体として定着したものである。この現象を利用して、燃焼状態や炎の各部分の性質を調べることができる。

コラム

すすは工業分野では「カーボンブラック」と呼ばれ、ゴムの強度を飛躍的に高める補強材としてタイヤの製造に不可欠な素材となっている。また、その黒さを活かして印刷用インクやトナー、黒色顔料としても広く活用されている。

一方で、ディーゼルエンジンや薪ストーブなどから排出されるすすは、微小粒子状物質(PM2.5)として大気汚染の原因となるほか、地球温暖化を促進する物質(ブラックカーボン)としても注目されており、環境負荷を低減するための技術開発が進められている。

小学生のみなさんへ

ろうそくを燃やしたとき、炎の真ん中あたりにガラスの棒を入れると、黒い汚れがつくことがあります。この黒い粒の正体が「すす」です。

すすは、物が燃えるときに酸素さんそが足りなくて、燃えきれなかった「炭素たんそ」という物質が粒になって残ったものです。ろうそくの炎は、外側は空気がたくさんあってよく燃えますが、内側の「内炎ないえん」という場所は空気が届きにくいため、すすが発生しやすくなります。実は、ろうそくの炎が明るく光っているのは、この熱くなったすすが光っているからなのです。

ルラスタコラム

昔の日本では、植物の油を燃やして出た「すす」を集めて、習字で使う「すみ」を作っていました。今でも高級な墨は、特別な油を燃やして丁寧ていねいにとった「すす」から作られているんですよ。

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