人に聞けない痔の悩み、これでスッキリ >>

はじめまして、お世話になります。

化学を始めてまだ1年経っていませんが
わいてくる難しい問題はおいておいて
ごく基本的な事が分かっていないと思いますので
授業には関係ありませんが教えてください。

物が「燃える」とはどういうことなのか。
「燃える」とは「燃焼」、物質が熱と光を出して酸素と激しく化合する事
「燃焼」とは「発光」「発熱」を伴う物で
(蛍の発光は熱を持たない光”冷光”というと聞きました)
燃焼の3要素は「酸素供給源」「可燃物」「点火源」の3つ(ニトロセルロースなどは分子内に酸素供給源があり、外部からの供給はいらず「自己燃焼」する)

炎の光?と炎色反応は原子の基底状態と励起状態の繰り返しによるもの・とも聞きました。

以上が現時点で分かってる事です(間違いもある・^^;)

(1)持続する理由は?
(2)点火により加わったエネルギーが循環して光、熱は基底状態に戻るときに光と一緒に出されるものなのか…
(3)物の燃焼時間の差は何によるものなのか…
(4)着火より加わったエネルギーがあって燃えるのか

着火して燃える蝋燭ですらよく分からないのですね…

燃える・とはどういうことでしょうか?
難しいですねTT

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (3件)

 燃焼とは一般には、発熱(や発光)を伴う急激な酸化現象と定義されます。

従って「酸化現象」ですので、例外的ですが酸素が無くても燃焼する例がいくつかあります。例えば、塩素と水素の混合気体に火をつけると燃えます。これを塩素爆鳴気と呼びます。尚、上手に装置を組まないと爆発します。従って、燃焼には必ずしも酸素原子は必要な要素ではありませんが、このような反応例はあくまで例外としておいた方がいいかも知れませんね。
 話を、酸素が必要な燃焼に戻します。
(1)持続する理由
 これには、幾つかの要素がありますが、一つは既に回答があるように熱力学的に連鎖反応が進行する条件を満たしていることですね。次に、常に酸素が供給され続けることです。
 例えば、蝋燭の燃焼反応を見てみましょう。まず、既に燃えている炎の熱で固体の蝋が溶かされさらに揮発します。この気体の蝋が酸素と結合して酸化して二酸化炭素になる際に大量の熱と光を放出します。これが燃焼ですね。このとき生成された二酸化炭素は炎によって温められているので、密度が小さくなります(cf.気体の状態方程式:PV=nRT)。地球上では重力があるので暖められて密度が小さくなった気体は上空へ上がっていきます。そうすると、その分だけその場所の気圧が下がってしまう(極端な話真空になってしまう)ので周囲(炎の横や下側)から空気や揮発した気体の蝋が供給されます。この空気には凡そ1/5程の割合で酸素が含まれているので、また燃焼します。と言うわけです。
 従って、あの縦長の炎の形は地球の重力のせいなのです。因みに、無重力のスペースシャトルの中で蝋燭に火をつけると・・・。完全に球形の炎になり、無重力の為に空気の対流が起きないので、芯の周りの酸素を使い果たすと消えてしまいますが、酸素は常磁性(磁石にくっつく基底状態が三重項)の分子で二酸化炭素は反磁性なので、蝋燭の炎のそばに磁石をおいておけば、酸素が供給され続けるので燃え続けます。

(2)熱と光
 一緒に放出される言うよりは、HOMOからLUMOへ励起した後のLUMOからHOMOへの失活過程において、その分のエネルギーを光として放出するか、それ以外の熱エネルギーとして例えば、分子の振動や回転として放出するかの違いです。つまり、光(可視光)として放出する分と熱として放出する分があると、化学の範囲では考えて差し支えないかと。物理屋さんに聞くとちょっと違う回答が来ると思いますが。

(3)燃焼時間の差
 これは、難しいですね。言い換えると、何が律速段階として効いてきているのか?と言うことでしょう。酸素の供給量のなのか、純粋に励起確率による速度論的な問題なのかと言うことでしょう。私にはここで回答するだけの能力が無いのでパスで。

(4)反応開始について
 既に回答があるように、活性化自由エネルギーに対して十分な量のエネルギーが加われば、着火しなくとも燃焼反応は進行するでしょう。実際物質には引火点の他に、発火点と言う自発的に発火する温度があります。また、自爆性や自燃性の化合物もあります。

長文になりましたが、参考になるとうれしいです。
    • good
    • 8

 ご自身で書き込んでいらっしゃるように、燃えるべきものと酸素が十分存在し、燃えるに必要なエネルギー(熱)が存在しているため です。



 化学反応は、反応基質Aと反応物質Bが存在し、活性化エネルギーが与えられると進行します。
 燃焼は、発熱反応ですが、もちろん吸熱反応する反応もあります。

 燃焼は、着火によっても起こりますが、それ自身が発火することもあります。天ぷら火災なども知られていますね。 黄リンなど発火しやすい物質として知られ、危険物指定されています。

 錆びるというのも、酸素と結合する化学反応です。これは、反応時間のかかる燃焼に比べてマイルドな反応ですね。

 炎というと、炎色反応を思い出したりします。
特定の金属の時、特定の色の炎になりますね。電子のエネルギー準位が酸素と結合することで基底状態にもどり、そのエネルギー差が光の波長に関連しています。
 逆に、光を当てることで化学反応が進行するラジカル反応のようなものや 光電効果というような電子が飛び出すという現象も報告されています。(光電効果は、アインシュタインが発表し ノーベル賞を受賞したテーマでした)

なんだか雑多になってしまいましたが
    • good
    • 1

質問の順番通りになりませんがお答えします。


(4)物質が反応するには、反応活性化状態にするための「活性化エネルギー」が必要です。紙を燃やすときには、活性化エネルギーはマッチやライターの炎により与えられます。
(1)反応が始まると、紙が「燃え」たときに発熱します。この熱が次の反応の活性化エネルギーとして十分な場合、次の反応が連鎖的に起きて反応が持続します。

(3)物の燃焼時間の差は可燃物の比熱や引火点、活性化エネルギーの高さ(高いほど燃えにくい)、反応熱などもあるでしょう。
(2)点火によって加わるエネルギーは燃焼全体で見ればほんの僅かです。光や熱のエネルギーとして出て行く物は大部分が燃える前の物質が内部に持っていたエネルギーです。
    • good
    • 1

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Qどうして火は燃えるのか?

どうして火は燃えるのか?つまらない質問ですが、子供に聞かれ、うまく模範解答できません。よろしければどなたか、小学生1・3年生にわかるような説明を教えて下さい。(石油は何でできているかというのも父親に聞いていました。いろいろと気になりだしたようです。)

Aベストアンサー

モノが燃えるには三つの要素があればよいだけです。(いわゆる一般に火がつくというものです。)
 (1)燃えるもの(紙、木など)
 (2)酸素(空気)
 (3)熱(かなりの高温)
この三つの全てが揃った時にモノが燃えます。どれか一つが欠けると燃えていた(火が出ていた)ものは消えてしまいます。
 あとは、子供にもわかるように噛み砕いて説明してあげましょう。例えば、紙や木のような燃えるものがあって、そこにライタ-やマッチの火のような熱いものがあると、燃えるものと空気(酸素)がくっついてモノが燃えてしまう。いったん燃え出すと燃えた熱で、燃えるものと空気(酸素)がくっついてまた燃えるという繰り返しになる・・・こんな感じでしょうか。(ちょっと難しいかも)
 モノが燃える説明をすると、今度は「燃えているもの(火)を消すのにどうしたらいいの。」と聞くかもしれません。そうしたら前にいった三つの要素のうち、どれか一つを取り除けば良いと教えてあげましょう。(燃えているものに水をかけるのは熱を奪うこと、濡れ布巾や砂をかけて消すのは空気(酸素)の遮断、山火事のときに燃えている周りの木を切るのは燃えるものをなくすためです。)

モノが燃えるには三つの要素があればよいだけです。(いわゆる一般に火がつくというものです。)
 (1)燃えるもの(紙、木など)
 (2)酸素(空気)
 (3)熱(かなりの高温)
この三つの全てが揃った時にモノが燃えます。どれか一つが欠けると燃えていた(火が出ていた)ものは消えてしまいます。
 あとは、子供にもわかるように噛み砕いて説明してあげましょう。例えば、紙や木のような燃えるものがあって、そこにライタ-やマッチの火のような熱いものがあると、燃えるものと空気(酸素)がくっついてモノ...続きを読む

Qどうして炎は色が見えるの?

炎には赤い炎や青い炎など、なんらかの色がついています。
たとえばガスの炎にしても、ガスをつけて炎を出した時は色が見えるのに、ガスを消した時は色が見えません。
一体何故でしょうか?

Aベストアンサー

気体中にある可燃物質が燃えているからです。
基本的には炭素の微粒子の発光ではなかったかと・・・

金属の粉末とかを火に入れると違った色の炎が見れたりします。

Q有機物と無機物の違いはなんですか?

稚拙な質問ですいません。
有機物の定義とはなんでしょうか?
無機物とどこで線が引かれるのでしょうか?
有機化学と無機化学の違いはなんですか?
髪の毛は有機物?無機物?
ご教授ください

Aベストアンサー

有機物とは基本的に生物が作るもので炭素原子を含む物質です。また、それらから派生するような人工的で炭素を含む化合物も有機物です。ただ、一酸化炭素や二酸化炭素は炭素原子を含みますが無機物に分類されます。
無機物とは水や空気や金属など生物に由来しない物質です。

Q磁石につく金属とつかない金属

磁石に鉄、コバルト、ニッケルなどはつきますがアルミニウム、金、銀、銅などはつかないのはなぜか理由を知っている方は教えてください。

Aベストアンサー

原子を構成する電子のスピンが関係しています。
スピンとは電子の自転運動に相当し、スピンによって電子そのものが磁石としての性質を持ちます。
電子のスピン同士はお互いを打ち消し合う性質を持ちますが、鉄、コバルト、ニッケルはすべて打ち消し合わずに3d軌道と呼ばれる電子軌道にスピンが余ります。
このような物質が強い磁界に入り込むと、余ったスピンにより、強磁性体(磁石)に吸い寄せられます。
すべてのスピンが打ち消し合う物質の場合は、スピンが余っていないので、強磁性体(磁石)に吸い寄せられる事はありません。

Q有機物を燃やすと二酸化炭素と水が発生するのはなぜ?

なぜ、有機物を燃やすと二酸化炭素と水が発生するのですか?中学一年生に分かるぐらいで教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

生合成の中で、一番最初に習う光合成の例で行きますね。
植物の体の中で、
 呼吸で吸った二酸化炭素

 水
から、植物の体が作られます。この植物の中で作られたモノを「有機物」と呼びます。(ちなみに動物でも似たことができますが)

つまり、こうやって作られた有機物は、二酸化炭素と水からできているんですね。光合成で作られる有機物を炭水化物と呼ぶのは、二酸化炭素と水からできているからです。

燃やす、というのは、呼吸と同じで、光合成の反対の反応です。
なので、光合成で作られた有機物を燃やすと、二酸化炭素と水に戻るんです。

Q水はなぜ燃えない?

何故火が水で消えるのか、という質問が過去にありましたが、そもそも何故水は燃えないんでしょうか?
水はH2O。水素と酸素。水素は可燃性、酸素は助燃性ですよね?すごく燃えやすそうですよね・・・?

Aベストアンサー

物が燃えるという事は、燃料となる物質が酸化することですが、肝心なのは酸化するときに得られるエネルギーが次に物質を酸化させるのに必要なエネルギーよりも大きいことです。水も非常に高温に加熱すれば水素と酸素に分解し、再度燃えることは可能ですが、このときに水を分解するのに必要なエネルギーのほうが水素が酸化して水になるエネルギーよりはるかに大きいので、燃え続けることはありません。

先の方がお答えのように、水というもの自体が水素の燃えたものですから、もう一度燃やすには水素と酸素に分解しなくてはなりません。この分解には燃やす(熱を加えるより)電気分解などの方がはるかに小さなエネルギーでできるでしょう。

Q元素と原子の違いを教えてください

元素と原子の違いをわかりやすく教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

難しい話は、抜きにして説明します。“原子”とは、構造上の説明に使われ、例えば原子番号、性質、原子質量などを説明する際に使われます。それに対して“元素”というのは、説明した“原子”が単純で明確にどう表記出来るのか??とした時に、考えるのです。ですから、“元素”というのは、単に名前と記号なのです。もう一つ+αで説明すると、“分子”とは、“原子”が結合したもので、これには、化学的な性質を伴います。ですから、分子は、何から出来ている??と問うた時に、“原子”から出来ていると説明出来るのです。長くなりましたが、化学的or物理的な性質が絡むものを“原子”、“分子”とし、“元素”とは、単純に記号や名前で表記する際に使われます。

Q酸化銀を加熱すると銀になるのはなぜ?

酸化銀を加熱すると銀になるのはどうしてなんですか?
銀を加熱すると酸化銀になるのはわかりますが、なぜその逆が起こるのでしょうか?

教えて下さい。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

以下の3つの事実があります。

1金属は、空気中の酸素と反応し、酸化物になる性質を持つ。
 その性質には強い弱いがあり、速やかに反応するものや長時間かけて反応するもの、
 何も無ければほぼ反応しないものなどがある。

2化学反応は温度が高いほど速やかに進行する。
 一般には10℃上がれば2~3倍早く進行する。
 つまり、100度温度が上がれば1000~59000倍に、
 200度温度が上がれば100万倍~35億倍に早くなる。
 過熱すると酸素との化学反応も早くなり、速やかに酸化物へと変化するようになる。

3金属は高温では酸化物ではなく単体でいたほうが安定である。
 もちろん金属ごとにその性質の違いがあるが、1と関連して、
 常温で速やかに酸素と結びつく=酸素と強く結合する性質のものは超高温を必要とする
 逆に常温ではあまり結びつかない=酸素との結合が弱いものは
 ちょっと過熱した状態でさえ、酸素と結びつくよりも離れていた方が安定になる。

これらの現象が相まっておこります。
ほら、鉄の精錬も高温にして行っているでしょう。
いろいろな理由がありますが、高温ほど単体のほうが安定するというのも理由の一つです。

以下の3つの事実があります。

1金属は、空気中の酸素と反応し、酸化物になる性質を持つ。
 その性質には強い弱いがあり、速やかに反応するものや長時間かけて反応するもの、
 何も無ければほぼ反応しないものなどがある。

2化学反応は温度が高いほど速やかに進行する。
 一般には10℃上がれば2~3倍早く進行する。
 つまり、100度温度が上がれば1000~59000倍に、
 200度温度が上がれば100万倍~35億倍に早くなる。
 過熱すると酸素との化学反応も早くなり、速やかに酸化物へと変化するようになる。

3...続きを読む

Q身近なものでよく燃えるもの

理科の授業で、よく燃える物を探して来いという宿題が出ました。

友達は、油とかでいいんじゃね?といっていますが、油がどのくらい燃えるのか、あまりわかりません。
LPガスに火をつけると火炎放射器のようになるという話も聞きました。

皆さんに答えて欲しいのは、油に火をつけるとどの位燃えるのかと、
身近なものでよく燃える物を教えてください。
興味のある方などは、回答していって下さいー

Aベストアンサー

ろうそく
セルロイド(詰襟学生服の襟についてるやつとか、たぶんピンポン玉も)
スチールたわし(電池で電流を流すと燃える)
http://abcdefg.jpn.org/kousaku/steelwool/cc.html

最近自分で燃やしたのは、竹製の菜ばし…おいおい。
そういえば、余熱したフライパンに油を入れたら、余熱のしすぎでいきなり油に火がついたことがありました。焦った…。焦げた…。
電子レンジでポテトチップを作ろうとしたら、加熱のしすぎで煙が出てきた。これまた焦った…。

あと、星飛雄馬がよく燃えてましたね…(冗談です)

Q酸素が17%もあるのにろうそくが燃えないのはなぜ?

先日理科の授業で、気体検知管を使った実験をしました。
不思議に思ったのですが。気体に21%の酸素含んでいますが。燃やした後は17%も残っています。どうして17%も残っているのに燃えないのでしょうか。
小6なので深く調べないらしいと聞き。
インターネットを見て回っていてもいまだに。
いい答えがありません。
残されたのはここだけなのでどうかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

答えは
燃焼反応を維持できなくなるです

http://se.kcn-tv.ne.jp/users/syuugorou/fire/fire1-7.html

http://www3.u-toyama.ac.jp/kihara/chem/fire/nensho-genkai.html

燃える為には

燃える物
酸素
温度

の3要素が必要なのです

燃やした後は17%も残っていますよね
燃える物
酸素
は有るのですが

酸素が少なくなると反応できる酸素が減ります
酸素が減ると燃える事ででる熱量が減ります

温度が上がる

燃える限界点より温度が低くなると

従って
燃える為の温度が維持できなく成るのです

もしこれが水素であれば・・・もっと低くても燃えます

http://www3.u-toyama.ac.jp/kihara/chem/fire/properties.html


人気Q&Aランキング