水素であることを確認するためには？

　こんにちは。中学の理科で、やったと思いますが、水上置換でうすい塩酸に亜鉛を加えたりすると、水素が出ますよね。
　当時、その気体が水素であることを確かめるのに、気体の入った試験管に線香を入れて、はげしく燃えることで確認しました。ところが、最近、インターネットなどを見ていて、水素は酸素と混ざると爆発する！！などと書かれてありました。危険だと思い無知のまま実験してみるのも怖いのでお聞きします。
　これは、火を近づけなくても音が出たりするのですか？それとも、水素と酸素が混じった状態で火をつけると爆発するのですか？
　いろいろ調べてみると、この実験中に、過って失明した生徒もいたようです。安全に水素であることを確かめるにはどんなことに気をつけたらよいのでしょうか？教えてください。

No.1 ベストアンサー 回答者： myeyesonly 回答日時： 2005/01/17 12:33

こんにちは。

水素は爆発する濃度の範囲が非常に広く、大変爆発しやすい事でしられています。

酸素と水素が体積で１対２で混ざった気体は非常に強い爆発を起こし、「水素爆鳴気」として知られています。

ただ、火薬などでもそうですが、爆発の大きさ、ひどさは量によります。

どんなすごい爆薬でもほんのちょっとなら花火程度にしかならないのと同じで、水素もちょっとだけの量なら火をつけても「ポン」って音がする程度です。

しかし、調子にのって、瓶などにいっぱい集めて火をつけたりすると、大爆発を起こして瓶位なら吹きとばして粉々になってしまう場合があり、大抵はその破片で怪我をします。

特に破片が目に入った場合は失明などの重症をおう場合も多いです。

しかし容器に入ってない水素は大変軽いので、すぐに上にのぼります。
閉じ込められた部屋に大量の水素が洩れると危険ですが、屋外など、広い場所で水素を噴出させて火をつけても、バーナーのように火が吹き出すだけです。

また、試験管の中に水素だけが入ってる場合、酸素がないと燃えないですから、外の空気と接してる部分だけで燃えます。

ただ、この場合も水素が出口に動く事で、空気が試験管の中に流れ込み、爆発する場合があります。

こういう実験はくれぐれも大量のガスに火をつけない事が重要です。

なお、＞火をつけなくても爆発・・・という事はありませんが、水素は静電気の火花などちょっとした火花でも火がつきやすい物質です。

大量に水素を使う、工場などでは、静電気の起きない手袋や衣服で作業するなどの注意を払っています。

この回答へのお礼

少量というのが、鍵なわけですね！！！
試験管いっぱいくらいなら、だいじょうぶなのでしょうか？空気が流れ込むと危険ということですが、ほんのちょびっとの水素で実験してみて、自分でこれくらいなら大丈夫というものを、見つけてみるしかなさそうですね。。。ありがとうございます。

お礼日時：2005/01/17 15:54

No.5 回答者： myeyesonly 回答日時： 2005/01/18 12:29

またまたすいません。

m(__)m
前の方のURLを見て思い出した事があるので来ました。

水素に点火する実験では、水素ボンベから水素を出す場合以外では、必ず発生装置に最初は空気が入ってます。

なので、発生装置に直接点火すると中で水素と空気が混ざってますので、直ちに内部に引火し、発生装置ごと爆発しちやいます。
これは結構ひどい事故になる場合が多いです。

その為に、中の空気が十分抜けたかどうかを調べる為に、試験管に取って点火するという確認法が使われます。

試験管の様子はさっき説明した通りで、中の空気が十分抜けたら燃え方、音が変わるので判ります。

水素を集める方法で、水素が大変軽い事を利用した上方置管という、ガラス管などを真上に刺して上から試験管をかぶせて集める方法もありますが、これは実験では、発生器引火事故を起こしやすく、特に火を使う実験では絶対ダメです。

必ず水上置管捕集をしてください。
これだと、水で仕切られるので発生器引火の危険はなくなります。

中の空気が抜けたかどうかの確認は同じです。

No.4 回答者： Freeuser 回答日時： 2005/01/18 03:22

こんにちは。

＞気体の入った試験管に線香を入れて、はげしく燃えることで確認しました
これは水素ではなくて酸素の確認方法ですよね。水素爆発は一瞬ですので、激しく燃える様子なんて見えるはずがありませんね。

＞水素と酸素が混じった状態で火をつけると爆発するのですか？
これが、捕集した気体が水素であることの確認方法です。水素の燃焼です。念のために言うと、燃焼というのは、物質が激しく酸素と化合することです。そもそも酸素がなければ火はつきません。
この実験では、試験管の入り口で水素と酸素が混ざったところで反応させてるんですよ。

新米でもなんでも、先生という立場の人は、教える内容のさらに一歩も二歩も進んだところの知識を持っていないとつとまりません。せめてもう少し基本的な知識はつけて欲しいと思います。
たぶん、あまり原理とか知らずに実験をしてる先生がいて、そういうところで事故が起きるんじゃないんですか。だから、
＞無知のまま実験してみるのも怖いのでお聞きします
には少しほっとしました。とともに、生徒にやらせる実験はどんなものもぶっつけ本番ではなくて、一度予備実験をやっておかなくてはなりませんね。

これ何年生にやらせるんですか？

No.3 回答者： myeyesonly 回答日時： 2005/01/17 17:42

こんにちは。

＞試験管いっぱい・・・

そうですね。
むしろ試験管を満タンに近くした方が安全です。

その場合、「ボッ!」と音がして少し火が出て消える程度でしょう。

しかし試験管真中程度だと、中の残りの水を抜いてしまうとその分、空気が入りますね。
その状態で火をつけると「か～ん!」と結構かんだかい音を出して炎が中に吸い込まれます。
つまり試験管の中で爆発した状態ですね。

通常、この位で試験管が割れてふっ飛ぶような事はないですが、これがフラスコ、集気ビンクラスになると、本当にふっ飛ぶ場合があります。

試験管、それもあまり大きくないやつで限界だと思ってください。

この回答へのお礼

何度もありがとうございます。とってもよくわかりました。

お礼日時：2005/01/18 08:20

No.2 回答者： Naoki_M 回答日時： 2005/01/17 13:03

こんにちは。

私は中学生の頃、「水素の入った試験管の口に炎を近づけるとポッと音をたてて燃える」というのを先生に実際に見せてもらったことがあります。危険性を知った上できちんと注意すれば、少量で実験する分にはまず大丈夫だと思っていました。でも確信があったわけではないので調べてみたところ、詳しいサイトを見つけました。安全に実験するための方法が、参考URLの９に詳しく載っています。参考になれば嬉しいです。

参考URL：http://www.crdc.gifu-u.ac.jp/edsoftol/kiken/suis …

この回答へのお礼

ありがとうございます。けっこうな炎が上がっていますね。やはり、子どもがやるには、けっこう危険なのでしょうか。

お礼日時：2005/01/17 15:51