物ものの 燃もえ方かた と 空気くうき

この 章しょうで 学まなぶこと

第だい 2 章しょう は、 6 年生ねんせい で 初はじめて 出会であう 「化学変化かがくへんか」 の 入いり口くち、 燃焼ねんしょう を 学まなびます。

• 「燃焼ねんしょう」 と は どういう 現げん象しょう か を 知しる
• 空くう気き の 組成そせい (窒素ちっそ 78 % / 酸素さんそ 21 % / その 他た 1 %) を 知しる
• 物もの が 燃もえる に は 酸素さんそ が 必ひつ要よう で、 燃もえると 二酸化炭素にさんかたんそ が 増ふえる こと を 確たしかめる
• 石灰水せっかいすい と 気体検知管きたいけんちかん の 使つかい方かた を 覚おぼえる
• ろうそく の 炎ほのお の 三さん層そう (炎心えんしん・内炎ないえん・外炎がいえん) の ちがい を 知しる
• 燃ねん焼しょう の 実験じっけん の 安全あんぜん な やり方かた を 身みに つける

ポイント: 5 年生ねんせい まで に 学まなんだ 「物もの の 形かたち が 変かわる」 (例れい: 水みず → 氷こおり) は 物理変化ぶつりへんか でした。 6 年生ねんせい で 学まなぶ 「物もの が 燃もえる」 は、 元もと に もどせない 変へん化か = 化学変化かがくへんか です。

1. 物もの が 燃もえる と は

ろうそく に 火ひ を つける と、 ろう が とけて、 炎ほのお が 上あがります。 これ が 「燃もえる」 と いう 現げん象しょう、 = 燃焼ねんしょう です。

燃焼ねんしょう の 3 つ の 条件じょうけん

物もの が 燃もえる に は、 つぎ の 3 つ が 同時どうじ に そろう 必ひつ要よう が あります。

条じょう件けん	くわしく
① 燃もえる 物もの	ろうそく の ろう、 木き、 紙かみ、 ガス など
② 酸素さんそ	空くう気き の 中なか の 酸さん素そ
③ 発火点はっかてん以い上じょう の 温度おんど	ろうそく の 場合ばあい約やく 240 ℃

大事だいじ: 3 つ の どれ か 1 つ で も 欠かける と、 火ひ は 消きえ ます。 これ を 「燃ねん焼しょう の 三さん要よう素そ」 と 言いいます。 消火しょうか (火ひ を 消けす) は、 この 3 つ の どれ か を 取とり 除のぞく こと です。

消火しょうか の しくみ — 三さん要素ようそ の どれ を 取とり 除のぞく か

消火しょうか の 方法ほうほう	取とり 除のぞく もの
ふた を かぶせる	酸素さんそ を しゃ断だん
水みず を かける	温度おんど を 下さげる
燃もえる 物もの を 取とり 除のぞく	燃もえる 物もの
消火しょうか器き (粉こ)	酸素さんそ を しゃ断だん + 温度おんど も 下さげる

2. 空気くうき の 組成そせい

物もの を 燃もやす と き に 必ひつ要よう な 「酸素さんそ」 は、 ふだん わたしたち が 吸すって いる 空気くうき の 中なか に あります。 空気くうき の 中なか に は、 酸素さんそ の ほか に も いくつか の 気体きたい が ふくまれて います。

空気くうき の 組成そせい (体たい積せき の わり 合あい)

気き体たい	わり 合あい	はたらき
窒素ちっそ	約やく 78 %	反はん応のう しにくい。 燃ねん焼しょう に は 関かん係けい しない
酸素さんそ	約やく 21 %	物ぶつ を 燃もやす はたらき が ある
二酸化炭素にさんかたんそ	約やく 0.04 %	物もの が 燃もえた り 動どう物ぶつ が 呼こ吸きゅう する と 増ふえる
アルゴン・水蒸気すいじょうき など	残のこり 1 % ぐらい	(くわしく は 中学ちゅうがく で)

イメージ で つかむ — 100 個こ の 風ふう船せん で たとえる

もし 空くう気き を 100 個こ の 風ふう船せん で 表あらわす なら、

• 78 個こ が 窒素ちっそ の 風ふう船せん (青あお)
• 21 個こ が 酸素さんそ の 風ふう船せん (赤あか)
• 1 個こ が その 他た の 風ふう船せん

ポイント: いちばん 多おおい の は 窒素ちっそ で、 酸素さんそ は だいたい 5 分ぶんの 1 ぐらい。 「空くう気き = 酸さん素そ」 と 思おもいがち です が、 8 わり 近ちかく は 窒素ちっそ と おぼえましょう。

3. 物もの が 燃もえる に は 酸素さんそ が 必要ひつよう

「燃焼ねんしょう に 酸素さんそ が 必ひつ要よう か どう か」 を、 条件制御じょうけんせいぎょ で たしかめます。

実じっ験けん 1: 集あつまり気きびん の 中なか の ろうそく

集あつまり気きびん (ガラス の びん) の 中なか に ろうそく を 入いれて、 ふた を し ます。

実じっ験けん計けい画かく

条じょう件けん	A (ふた あり)	B (ふた なし)
空くう気き の 出入でいり ← 変かえる	ふさぐ	開あけて おく
そろえる: ろうそく	同おなじ サイズ	同おなじ サイズ
そろえる: 集あつまり気きびん	同おなじ 大おおきさ	同おなじ 大おおきさ
そろえる: 部へ屋や の 温度おんど	室しつ内ない	室しつ内ない

結けっ果か

	A (ふた あり)	B (ふた なし)
ろうそく の 火ひ	しばらく する と 消きえる	燃もえ 続つづける

考こう察さつ

• A は しばらく 燃もえて から 消きえた → びん の 中なか の 酸素さんそ が なくなった か ら
• B は ずっと 燃もえた → 外そと から 酸素さんそ が 入はいって くる か ら
• → 燃焼ねんしょう に は 酸素さんそ が 必ひつ要よう

びん の 大おおきさ を 変かえて しらべる

びん の 大おおきさ	燃もえる 時じ間かん
250 mL	約やく 8 秒びょう
500 mL	約やく 18 秒びょう
1000 mL	約やく 38 秒びょう

読よみ 取とり: びん が 大おおきい ほど 長ながく 燃もえる = 「びん の 中なか の 酸素さんそ の 量りょう」 が 多おおい ほど 長ながく 燃もえる。 → 燃ねん焼しょう に は 酸素さんそ の 量りょう が 関かん係けい する こと が わかる。

4. 燃もえると 二酸化炭素にさんかたんそ が 増ふえる

物もの が 燃もえた あと、 集あつまり気きびん の 中なか の 空くう気き を しらべる と、 「二酸化炭素にさんかたんそ が 増ふえて いる」 こと が わかります。

石灰せっかい水すい で たしかめる

石灰水せっかいすい は、 二酸化炭素にさんかたんそ と 反はん応のう して 白しろく にごる とう めい な 液えき です。

操そう作さ	結けっ果か
ろうそく を 燃もやす 前まえ の 集あつまり気きびん に 石灰水せっかいすい を 入いれて ふる	にごら ない
ろうそく を 燃もやした あと の 集あつまり気きびん に 石灰水せっかいすい を 入いれて ふる	白しろく にごる

大事だいじ: 石灰水せっかいすい が 白しろく にごる = 二酸化炭素にさんかたんそ が ある の しるし。 6 年生ねんせい の 理科りか で 何なん度ど も 出でて きます。 必かならず おぼえましょう。

気体きたい検知けんち管かん で たしかめる

気体検知管きたいけんちかん は、 空くう気き中ちゅう の 酸素さんそ・二酸化炭素にさんかたんそ の わり 合あい (%) を 測はかれる 道どう具ぐ です。 細ほそい ガラス管かん の 中なか に 薬やく品ひん が 入はいって いて、 ポンプ で 空くう気き を 吸すい込こむ と、 色いろ が 変かわった ところ の 目め盛もり を 読よみます。

ろうそく が 燃もえる 前まえ と 後ご の 比ひ較かく

気き体たい	燃もえる 前まえ	燃もえた 後ご
酸素さんそ	約やく 21 %	約やく 16 % (減へる)
二酸化炭素にさんかたんそ	約やく 0.04 %	約やく 4 % (増ふえる)
窒素ちっそ	約やく 78 %	約やく 78 % (変かわら ない)

大事だいじ な こと 3 つ

1. 酸素さんそ が ぜんぶ なくなる の では ない (約やく 16 % で 火ひ が 消きえる)
2. 二酸化炭素にさんかたんそ が 0.04 % → 4 % に 大おおきく 増ふえる
3. 窒素ちっそ は 変かわら ない (燃ねん焼しょう に 関かん係けい しない)

ポイント: 燃ねん焼しょう と は 「酸素さんそ が 燃もえる 物もの と 結むすびついて、 二酸化炭素にさんかたんそ や 水みず に 変かわる」 現げん象しょう です。 ろう (炭たん素そ と 水すい素そ で できて いる) が 燃もえる と、 二酸化炭素にさんかたんそ と 水みず蒸じょう気き が できます。

5. 石灰せっかい水すい と 気体きたい検知けんち管かん の 使つかい方かた

石灰せっかい水すい の 使つかい方かた

1. 集あつまり気きびん の ふた を 開あけて、 石灰水せっかいすい を 少量しょうりょう入いれる (大おおさじ 1 ぐらい)
2. ふた を しめて 5〜10 秒びょう よく ふる
3. 白しろく にごったら 二酸化炭素にさんかたんそ あり

石灰せっかい水すい の 注ちゅう意い

• アルカリ性あるかりせい の 薬品やくひん な ので、 手しゅ や 服ふく に つけない
• 目め に 入はいったら 大量たいりょう の 水みず で すぐ 洗あらう
• 古ふるく なった 石灰水せっかいすい は 反はん応のう しなく なる ので、 実験じっけん直前ちょくぜん に 先生せんせい に 出だして もらう

気体きたい検知けんち管かん の 使つかい方かた

ステップ	やる こと
①	気体検知管きたいけんちかん の 両端はし を 折おり 取とる (チップホルダー で)
②	気体検知管きたいけんちかん を 専用せんよう ポンプ に セット
③	はかりたい 空くう気き の 中なか に 先せん端たん を 入いれる
④	ポンプ の ハンドル を 一気いっき に 引ひき、 1 分ぶん待まつ
⑤	色いろ が 変かわった ところ の 目め盛もり を 読よむ (% 表ひょう示じ)

気体きたい検知けんち管かん の 種しゅ類るい

種しゅ類るい	はかれる 範はん囲い	色いろ の 変化へんか
酸素さんそ用 (青色あおいろ)	約やく 6 〜 24 %	薄うすい 青あお → こい 青あお
二酸化炭素にさんかたんそ用 (低濃のう度ど)	約やく 0.03 〜 1 %	黄き → 紫むらさき
二酸化炭素にさんかたんそ用 (高濃のう度ど)	約やく 0.5 〜 8 %	黄き → 紫むらさき

大事だいじ: 気体検知管きたいけんちかん は 使づかい 切きり (1 回かい だけ)。 折おった 先せん端たん は 鋭するどい ので、 すぐ 専用せんよう容よう器き に 捨すてます。 手て に ささらない ように 注ちゅう意い。

6. ろうそく の 炎ほのお の 三さん層そう

ろうそく の 炎ほのお を よく 見みる と、 3 つ の 部ぶ分ぶん に 分わけて 見みえる こと が わかります。 これ を 「炎ほのお の 三さん層そう」 と 言いいます。

炎ほのお の 三さん層そう

部ぶ分ぶん	場ばしょ	ようす	温度おんど
外炎がいえん	一いち番外ばんがいがわ	青あお みがかった うすい 炎ほのお	約やく 1400 ℃ (一番いちばん高たかい)
内炎ないえん	真まん中なか	明あかるく かがやく オレンジ色しょく	約やく 1200 ℃
炎心えんしん	しん の すぐ 上うえ	暗くらい、 炎ほのお の 内うち側がわ	約やく 600 〜 800 ℃ (一番いちばん低ひくい)

なぜ 3 つ に 分わかれる の か

場ばしょ	しくみ
炎心えんしん	しん から 気き体たい に なった ろう が ある が、 まだ 酸素さんそ と 出会であって いない (燃もえて いない)
内炎ないえん	酸素さんそ が 少すくなめ で、 ろう が 不ふ完かん全燃焼しょう → すす (炭たん素そ の 粒つぶ) が 出でて、 高温こうおん で 明あかるく かがやく
外炎がいえん	空くう気き と たっぷり ふれ あって、 すす も 完かん全ぜん燃ねん焼しょう → 青あおみがかった 炎ほのお、 一番いちばん高温こうおん

実じっ験けん: ガラス棒ぼう を 入いれて 確たしかめる

ガラス棒ぼう (または 割わりばし) を 炎ほのお の 中なか に 横よこ から 一いっ瞬しゅん入いれて 見みる と、

入いれた 場ばしょ	ガラス棒ぼう の ようす
炎心えんしん	あまり 焦こげ ない (温度おんど が 低ひくい)
内炎ないえん	黒くろく なる (すす が つく)
外炎がいえん	早はやく 焦こげる (温度おんど が 高たかい)

ポイント: 一番いちばん明あかるい 部ぶ分ぶん (= 内炎ないえん) が 一番いちばん熱あつい わけ で は ありません。 一番いちばん熱あつい の は 外がいがわ の 青あおい 外炎がいえん。 これ は 中学ちゅうがく で 学まなぶ 「ガスバーナー」 でも 同おなじ で、 「外炎がいえん で 加か熱ねつ する」 が きまり です。

7. ふりかえり と 安全あんぜん配はい慮りょ

この 章しょう の チェックリスト

• [ ]燃焼ねんしょう の 三さん要よう素そ (燃もえる 物もの・酸素さんそ・温度おんど) を 言いえる
• [ ]空くう気き の 組成そせい (窒素ちっそ 78 % / 酸素さんそ 21 %) を 言いえる
• [ ]燃もえた あと 酸素さんそ が 減へって 二酸化炭素にさんかたんそ が 増ふえる こと が わかる
• 石灰水せっかいすい が 白しろく にごる = 二酸化炭素にさんかたんそ あり と 言いえる
• 気体検知管きたいけんちかん で 酸素さんそ・二酸化炭素にさんかたんそ の わり 合あい を 測はかれる
• [ ]炎ほのお の 三さん層そう (外炎がいえん・内炎ないえん・炎心えんしん) と それぞれ の 温度おんど が 言いえる
• [ ]一いち番ばん高温こうおん は 外炎がいえん (青あおい 部ぶ分ぶん) だ と わかる

この 章しょう の 安全あんぜん配はい慮りょ

• 保ほ護ご めがね を 必かならず つける (ガラス が 割われた と き、 薬品やくひん が とんだ と き)
• もえやすい 物もの (紙かみ・髪かみ・服ふく) を 炎ほのお に 近ちかづけない
• 長ながい 髪かみ は 結むすぶ、 ぼう えん きょう・マフラー は はずす
• 集しゅう気きびん の ふた を 開あける と き は 顔かお を 近ちかづけない (熱あつい 空くう気き が 上あがる)
• 石灰水せっかいすい は アルカリ性あるかりせい、 目め・口くち・服ふく に つけない
• 気体検知管きたいけんちかん の 折おった 先せん端たん が 手て に ささら ない よう 注ちゅう意い
• 火ひ を つけた 物もの は 必かならず 完かん全ぜん に 消きえた こと を 確たしかめて から 実験じっけん を 終おえる
• 換かん気き を よく する (二に酸さん化か炭たん素そ や すす が たまら ない よう に)

次じの 章しょう: 第だい 3 章しょう では、 「人じん の 体からだ の つくり と はたらき」 を 学まなびます。 第だい 2 章しょう で 学まなんだ 「酸素さんそ・二酸化炭素にさんかたんそ」 が、 こんど は わたしたち の 体からだ の 中ちゅう で どう 動うごいて いる か を 多面ためん的てき に 見みて いきます。