【実験】酸素は0%まで使い切れない？

 

【燃焼】酸素は0%まで使い切れない？

ろうそくなど、ものが「燃える」ことについて小学校のころ実験をしたことと思います。小学校6年生の理科で次のような学習や実験が教科書に出てきます。

 

·         密閉したびんの中でろうそくを燃やす。

·         燃やす前と燃やした後での気体の変化を調べる。

·         酸素は減り、二酸化炭素が増えている。

·         燃焼には「酸素」が使われ、「二酸化炭素」が発生することが分かる。

 

このような流れですが、具体的に酸素はどのくらい減って、二酸化炭素はどのくらい増えているのかまでも覚えているでしょうか。実は、下の表のようになります。

 

	燃える前	燃えた後
酸素	約21%	約17％
二酸化炭素	約0.04％	約4%
窒素	約79%	約79％

※窒素は不活性の気体なので変化しない。

 

注目したいのは「あれ！酸素まだ17％も残ってるじゃん！」ということです。「酸素が無くなるから火が消える」ということならば、「酸素が残っているならばまだ燃えるのでは」という疑問が残ります。

 

本記事では「酸素は17％を下回ると燃えなくなるのか」という疑問について考えてみようと思います。この記事を読み終わると、地球の空気は絶妙なバランスの上に成り立っていることが分かると思います。

 

目次

1.   燃焼とは

・脂肪も燃焼する。

・  【実験】　【7％を下回ると燃えなくなるのか

・   火が消える原因は、酸素か二酸化炭素か

・   最後に　～絶妙なバランスの上に成り立っている～

 

燃焼とは

まず「ものが燃える」や「燃焼」とは何でしょうか。　

燃焼とは、物質と酸素が結びつくことです。「火」が出る現象を「燃焼」ととらえがちですが、「脂肪も『燃焼』する」と言いますよね。

有酸素運動を行い、体にたくさんの酸素を取り入れることで体内の脂肪は燃焼されます。なのでジョギングやウォーキングなどの有酸素運動は「やせる」効果が期待できるわけです。

 

化学式で書くと次のようになります。

C　+　O2　→　CO2　（炭素+酸素→二酸化炭素）

 

ものを燃やしても二酸化炭素が発生しないものもある

 

スチールウールを燃焼させると酸化鉄になります。酸化鉄を発生させる実験は線香花火のようにきれいでインパクトも大きいので子どもたちは喜びます。また、覚えている人も多いことと思います。

 

火が消える原因は、酸素か二酸化炭素か

では、はじめの問い「酸素は17％を下回ると燃えなくなるのか」について考えます。

 

【実験】50%が酸素、50％が二酸化炭素の気体の中でろうそくは燃えるか。

 

下のリンクよりNHKの動画をご覧ください。

酸素50％・二酸化炭素50％に火を入れると… - NHK

次のことが分かります。

・二酸化炭素が4%以上存在していてもろうそくは燃える。

・酸素が17％以上ある空間であればろうそくは燃える。

 

つまり、ろうそくの火が燃えるのは「酸素が減るから」であって「二酸化炭素が増えるから」ではありません。

地球は絶妙なバランスの上にある

このことからいくつかのことが言えると思いますが、筆者は「地球の生態系は絶妙なバランスの上に成り立っている」ことを感じます。

ほんのわずかに酸素が少なければ、私たちは呼吸ができず死んでしまいます。また、二酸化炭素は通常ごくわずかにしか空気中に存在していません。多くなりすぎてもいけないのです。

私たちは地球にくらす同じ生命です。絶妙なバランスの上に成り立っていることを理解し謙虚に生きることにつながればと思います。