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 年ねん生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 年ねん生せいで学まなぶ 「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・水みず蒸じょう気き 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しゅう気きびんに 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しゅう気きびんに 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	燃もえた後のち
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 使つかい切きり (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、 「外そと炎えん 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 (紙し・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。