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第 2 章 は、 6 年生 で 初めて 出会う 「化学変化」 の 入り口、 燃焼 (ねんしょう) を 学びます。
ポイント: 5 年生 まで に 学んだ 「物 の 形 が 変わる」 (例: 水 → 氷) は 物理変化 でした。 6 年生 で 学ぶ 「物 が 燃える」 は、 元 に もどせない 変化 = 化学変化 です。
ろうそく に 火 を つける と、 ろう が とけて、 炎 が 上がります。 これ が 「燃える」 と いう 現象、 = 燃焼 です。
物 が 燃える に は、 つぎ の 3 つ が 同時 に そろう 必要 が あります。
| 条件 | くわしく |
|---|---|
| ① 燃える 物 | ろうそく の ろう、 木、 紙、 ガス など |
| ② **[[酸素 | さんそ]]** |
| ③ **[[発火点 | はっかてん]]以上 の 温度** |
大事: 3 つ の どれ か 1 つ で も 欠ける と、 火 は 消え ます。 これ を 「燃焼 の 三要素」 と 言います。 消火 (火 を 消す) は、 この 3 つ の どれ か を 取り 除く こと です。
| 消火 の 方法 | 取り 除く もの |
|---|---|
| ふた を かぶせる | **[[酸素 |
| 水 を かける | 温度 を 下げる |
| 燃える 物 を 取り 除く | 燃える 物 |
| 消火器 (粉) | **[[酸素 |
物 を 燃やす と き に 必要 な 「酸素」 は、 ふだん わたしたち が 吸って いる 空気 の 中 に あります。 空気 の 中 に は、 酸素 の ほか に も いくつか の 気体 が ふくまれて います。
| 気体 | わり 合い | はたらき |
|---|---|---|
| **[[窒素 | ちっそ]]** (ちっそ) | 約 78 % |
| **[[酸素 | さんそ]]** (さんそ) | 約 21 % |
| **[[二酸化炭素 | にさんかたんそ]]** (にさんかたんそ) | 約 0.04 % |
| アルゴン・水蒸気 など | 残り 1 % ぐらい | (くわしく は 中学 で) |
もし 空気 を 100 個 の 風船 で 表す なら、
ポイント: いちばん 多い の は 窒素 で、 酸素 は だいたい 5 分の 1 ぐらい。 「空気 = 酸素」 と 思いがち です が、 8 わり 近く は 窒素 と おぼえましょう。
「燃焼 に 酸素 が 必要 か どう か」 を、 条件制御 で たしかめます。
集気びん (ガラス の びん) の 中 に ろうそく を 入れて、 ふた を し ます。
| 条件 | A (ふた あり) | B (ふた なし) |
|---|---|---|
| 空気 の 出入り ← 変える | ふさぐ | 開けて おく |
| そろえる: ろうそく | 同じ サイズ | 同じ サイズ |
| そろえる: 集気びん | 同じ 大きさ | 同じ 大きさ |
| そろえる: 部屋 の 温度 | 室内 | 室内 |
| A (ふた あり) | B (ふた なし) | |
|---|---|---|
| ろうそく の 火 | しばらく する と 消える | 燃え 続ける |
| びん の 大きさ | 燃える 時間 |
|---|---|
| 250 mL | 約 8 秒 |
| 500 mL | 約 18 秒 |
| 1000 mL | 約 38 秒 |
読み 取り: びん が 大きい ほど 長く 燃える = 「びん の 中 の 酸素 の 量」 が 多い ほど 長く 燃える。 → 燃焼 に は 酸素 の 量 が 関係 する こと が わかる。
物 が 燃えた あと、 集気びん の 中 の 空気 を しらべる と、 「二酸化炭素 が 増えて いる」 こと が わかります。
石灰水 (せっかいすい) は、 二酸化炭素 と 反応 して 白く にごる とう めい な 液 です。
| 操作 | 結果 |
|---|---|
| ろうそく を 燃やす 前 の 集気びん に [[石灰水 | せっかいすい]] を 入れて ふる |
| ろうそく を 燃やした あと の 集気びん に [[石灰水 | せっかいすい]] を 入れて ふる |
大事: 石灰水 が 白く にごる = 二酸化炭素 が ある の しるし。 6 年生 の 理科 で 何度 も 出て きます。 必ず おぼえましょう。
気体検知管 (きたいけんちかん) は、 空気中 の 酸素・二酸化炭素 の わり 合い (%) を 測れる 道具 です。 細い ガラス管 の 中 に 薬品 が 入って いて、 ポンプ で 空気 を 吸い込む と、 色 が 変わった ところ の 目盛 を 読みます。
| 気体 | 燃える 前 | 燃えた 後 |
|---|---|---|
| [[酸素 | さんそ]] | 約 21 % |
| [[二酸化炭素 | にさんかたんそ]] | 約 0.04 % |
| [[窒素 | ちっそ]] | 約 78 % |
ポイント: 燃焼 と は 「酸素 が 燃える 物 と 結びついて、 二酸化炭素 や 水 に 変わる」 現象 です。 ろう (炭素 と 水素 で できて いる) が 燃える と、 二酸化炭素 と 水蒸気 が できます。
| ステップ | やる こと |
|---|---|
| ① | [[気体検知管 |
| ② | [[気体検知管 |
| ③ | はかりたい 空気 の 中 に 先端 を 入れる |
| ④ | ポンプ の ハンドル を 一気 に 引き、 1 分待つ |
| ⑤ | 色 が 変わった ところ の 目盛 を 読む (% 表示) |
| 種類 | はかれる 範囲 | 色 の 変化 |
|---|---|---|
| **[[酸素 | さんそ]]用** (青色) | 約 6 〜 24 % |
| **[[二酸化炭素 | にさんかたんそ]]用** (低濃度) | 約 0.03 〜 1 % |
| **[[二酸化炭素 | にさんかたんそ]]用** (高濃度) | 約 0.5 〜 8 % |
大事: 気体検知管 は 使い 切り (1 回 だけ)。 折った 先端 は 鋭い ので、 すぐ 専用容器 に 捨てます。 手 に ささらない ように 注意。
ろうそく の 炎 (ほのお) を よく 見る と、 3 つ の 部分 に 分けて 見える こと が わかります。 これ を 「炎 の 三層」 と 言います。
| 部分 | 場しょ | ようす | 温度 |
|---|---|---|---|
| **[[外炎 | がいえん]]** (がいえん) | 一番外がわ | 青 みがかった うすい [[炎 |
| **[[内炎 | ないえん]]** (ないえん) | 真ん中 | 明るく かがやく オレンジ色 |
| **[[炎心 | えんしん]]** (えんしん) | しん の すぐ 上 | 暗い、 [[炎 |
| 場しょ | しくみ |
|---|---|
| **[[炎心 | えんしん]]** |
| **[[内炎 | ないえん]]** |
| **[[外炎 | がいえん]]** |
ガラス棒 (または 割りばし) を 炎 の 中 に 横 から 一瞬入れて 見る と、
| 入れた 場しょ | ガラス棒 の ようす |
|---|---|
| [[炎心 | えんしん]] |
| [[内炎 | ないえん]] |
| [[外炎 | がいえん]] |
ポイント: 一番明るい 部分 (= 内炎) が 一番熱い わけ で は ありません。 一番熱い の は 外がわ の 青い 外炎。 これ は 中学 で 学ぶ 「ガスバーナー」 でも 同じ で、 「外炎 で 加熱 する」 が きまり です。
次の 章: 第 3 章 では、 「人 の 体 の つくり と はたらき」 を 学びます。 第 2 章 で 学んだ 「酸素・二酸化炭素」 が、 こんど は わたしたち の 体 の 中 で どう 動いて いる か を 多面的 に 見て いきます。