11月の5年生クラスの実験テーマは、「『燃える』とは何か」でした。 

 

はじめに、物が燃える炎とどうなる?という質問をしてみると、 

 

「熱くなる」「煙が出る」「音がする」 

 

と、いろいろな答えが出ました。 

 

では、“物質の変化”として見ると、『燃える』とは物がどう変化することでしょうか? 

 

 「……無くなる?」「黒くなる、かな」 

 

今日は、それを実験で解明していきましょう! 

 

まず、いろいろな物を燃やして、どんな風に燃えるか、燃えたらどうなるか、さらに燃える前と後とで重さがどう変わるかを調べてみました。 

 

燃やす物は、紙、木(割り箸)、炭、アルコール、鉄(スチールウール)。 

ひとつずつ、重さを測ったら火をつけ、燃える様子を観察し、また重さを測ります。 

 

 

紙や木は赤い炎炎を上げて燃えましたが、エタノールは青い炎。一方、炭や鉄は炎を出しません。

 

      

 

燃えた後は、紙や炭は白っぽい灰になり、木は黒い炭に変わりました。エタノールは燃えると何も残らず、鉄は黒っぽく変色しました。 

 

 

重さの変化は、燃やすとほとんどの物が軽くなりましたが、鉄だけは重くなりました。 

 

これだけ結果がバラバラでは、『燃える』とはどういう変化か、一言では言えないような気がしますね。 

 

ここで、中学年の時にやった「酸素と二酸化炭素」の実験を思い出してみましょう。 

 

燃えているロウソクを、二酸化炭素の中に入れると火が消えましたが、酸素の中に入れると(空気中よりも)激しく燃えました。 

 

 

酸素の割合に注目すると、二酸化炭素中は0%、空気中は21%、酸素中は100%。 

つまり、物が燃えるには酸素が必要で、酸素が多いほどよく燃えることがわかります。 

 

実は、物が『燃える』とは、物質が酸素と結びついて別の物質になることなのです。 

物質に含まれている炭素が酸素と結びつくと、二酸化炭素になります。 

同様に、水素は酸素と結びついて水に、鉄は酸化鉄(=さび)になります。 

 

二酸化炭素や水(水蒸気)は空気中に飛んで行ってしまうため、その分、軽くなります。 逆に、酸化鉄の場合は酸素が結びつく分、重くなるのです。 

 

そのことを確かめるために、フタをしたガラスびんの中でロウソクを燃やしてみると、燃やす前と後で重さは変化しませんでした。 

できた二酸化炭素と水が、びんの中に残っているからです。

 

 

 

また、ペットボトルに使い捨てカイロの中身(鉄粉)を入れ、フタをしてよく振ると、ボトルがぺたんこにつぶれました。 びっくり

 

 

鉄粉が酸素と結びついて酸化鉄になり、ボトルの中の酸素が減ったためです。 

 

最後に、発火点についても学びました。 

物が燃えるには、酸素があることのほかに、発火するのに充分な温度(※物質によって異なる)が必要です。 

逆に言えば、発火点以上の温度になれば、“火”をつけなくても物は燃えるのです。 

 

試しに、金属プレートの上に紙・木・炭・スチールウールを置いてコンロで加熱してみると、直接火に触れていないのに燃えました炎! 

 

 

身近な「燃える」という現象を、化学的にとことん掘り下げる“アツいメラメラ”実験でした。