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ena田無

小中学部

ウワチチッチ・・・・ろうそくの科学に挑戦！！！！

投稿日: 2025.02.26 8:54 am

　小５，小６·理科は、「ものの燃焼」→「ろうそく」へ。

　ホント、なぁ〜んでもないろうそくに、理科のふしぎがいろいろ詰まってます！
　
　こんにちは、ｅｎａ田無の松島です。

　ろうそくは、
　
　炎心＝燃えていないろうの気体の部分［ 300〜400℃ ］，
　
　内炎＝不完全燃焼で煤(すす)の粉が光っている［ 500℃〜（ 1000〜1200℃とある資料も）］，
　
　外炎＝完全燃焼でほとんど目に見えない青い炎［ 1400℃ ］
　
　の、３層になっています、実は。
　
　さっそくやってるのは、その炎心から白い煙＝ろうの気体，内炎からは黒い煙＝不完全燃焼の炭素の粉＝煤 (すす)。そして、その白い煙に着火して、の炎のリレー！です。おぉっ！と、みんな、声を上げて大感動！！！
　
　ライトで照らして影を作ると、炎心は素通し、内炎の影だけがクッキリと。よく見ると、黒い影の周りには白い縁取りが。それがほとんど目に見えない外炎の影です。

　さらにその周りには、モヤのような空気の流れが見えます。「ものの溶け方」でやった「シュリーレン現象」、水や空気で、周りと密度が違うと光が屈折してそんなふうに見えるんでしたね。

［・・・なんてね、これ、５年生とはやりませんでしたっ。電灯のスイッチが２つの教室をまたいでるもんで。中３生が都立高入試の答案再現中でした。真っ暗にするわけにはいきません！土曜日の小６理科ではやりました。土曜日には第１回都立中合判もありましたね。］

　そんなろうそくの炎の構造、こんなふうにも確認出来ます。濡らした板を当てると温度が高い外炎の部分だけが焦げてリング状に！［ガラスの板やガラス棒を差し込むと、燃えないので、今度は内炎部分に煤(すす)が付いて黒くなります。これもやりませんでした。そんなに、なんでもかんでもやってらんないっ！］
　
　そして、炎の輪切り！です。

　炎心が空っぽなのがよく分かります。その上、金網が熱を奪い、炎がそこで切断されるんです。「燃えるには発火点以上の温度が必要」という、ものが燃える３条件、も入っている実験です。輪っか、輪っか！
　
　「紙の鍋」も、今回は写真資料で見るだけ、に留めました。時間がかかりますからね。

　これも、水を沸騰させるのに熱エネルギーを取られてしまって、紙皿が燃えない、という上記の発火点の条件の検証実験、です。大丈夫かよ？ホントに燃えない？と、分かっていてもヒヤヒヤしますが (笑)。
　
　木の蒸し焼き＝乾留(かんりゅう) で 木炭作り、もテキストにありましたが…、

　これです！松ぼっくりやヒマラヤスギ＝シダーローズ，どんぐりなんかを炭にした「花炭 (はなずみ) 」、です。お茶会の席なんかにオシャレに置いといたり、その辺にコロンてしとくと、脱臭や湿気取りにもなります。カワイイし…。
　
　さて、内炎の、炭素の粉の発光、というやつですが、金属の燃焼、もテキストにありましたよね。それと同じ現象なのかな？それとも、単に、木炭を加熱すると赤くなる、あれと同じこと？いや、そもそもそれが、金属の発光と同じこと、なのか…？
　炭素は金属ではありませんが、炭素を加熱した黒鉛 (こくえん) ＝グラファイトは電気も通すし、金属と似た性質をを持ってますからね。
　
　金属の燃焼、と言ったら、ハイ、「火打ち石」、です。チャートという硬い硬い石との摩擦熱で鉄が酸素と結びつき、熱と光を出す、という仕組みなんですよ。鉄の方が石より強いと思うでしょ。逆なんです。で、落ちる黒い粉が酸化鉄、ってわけ。

　これも、生徒さんに、大受けする鉄板ネタですが、最近はさらにグレードアップ！ 100均で見つけたキャンプ道具、マグネシウムで発火！です。こっちの方が火花がすごいなぁ〜〜。後に残る灰色のカスは、酸化マグネシウム＝化マグ、です。
　
　スチールウールを燃焼しても酸化鉄。そして、赤さびと違って、皮膜となって金属を守ってくれる「黒さび」も酸化鉄、です。
　クリップを真っ赤なるまで熱し、冷ますと表面に黒い酸化鉄。おぉ〜〜！

　で、どうしようかな、この後の展開？酸化鉄でコーティングされたクリップとただのクリップと、水で湿らせて４〜５日おいて、赤さびがつくか、つかないか？なんてやればいいのかな？検討中、です。
　
　さぁ、身近にある酸化鉄、といったら使い捨てカイロですよ。鉄が酸素と結びつくときに発生する熱を利用してるんです。光は出さないけど。
　オツマミの中に入ってる、「サンソレス」とか「エージレス」ってやつ、あれが同じ仕組みです。オツマミの封を切るとみるみる熱くなりますよ。ホント、ヤケドするぐらい。袋の中には酸化鉄の出来上がり、のはずです。

　ほら、触ってみ。熱いだろう〜〜。
　
　ホントだっ！

　
　以上、本日の実験タイム、終～了～！！！

　・・・授業ラスト５分で、いろいろ見せてあげています。
　
　ところで、最初の実験に戻って・・・、内炎の黒い煙は燃えない…ってことになってますが、なんか、炎心の煙より激しく燃えるんだよなぁ〜。
　実験をすると、予想とは逆の結果になり、後に課題を残すことがよくあります。それが、そもそも実験ってものなんですが・・・。
　そんな、失敗も矛盾も、生徒さんにそのまま見せています。いっしょに考えていこうや、と。
　実験のやり方を考えたり、その結果を予想したり…都立中の入試問題に頻出(ひんしゅつ)、ですからね。

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