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アセチレンを燃やした時って、すすがたくさんでるのですが、このすすっていったい何なんですか?燃焼反応の反応式は
2CH≡CH+5O=O→2H-O-H+4O=C=O
だと思うのですが、これだと発生するのは二酸化炭素と水だけで、すすになりそうなものが見当たらないのです。。。
どなたか、反応式も含めて、すすについて教えてください。

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A 回答 (6件)

はじめまして,sadolさん!



結論から申しますと,そのススは不完全燃焼により生じた炭素だと思われます.

アセチレンは他の炭化水素に比べて炭素含有率が大きいので,空気中で普通に点火しても,十分な酸素が得られずに不完全燃焼を起こしてしまうと思われます.

工業的には,十分に酸素を供給しながら3000℃くらいで燃焼させると完全燃焼するそうです.

ちなみに,これといって決まった反応式はないと思います.
(炭素Cの微粒子が遊離する反応だと予想されますが)
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他の方のおっしゃるように、酸素が完全に供給された状態ではご質問中にある反応式となり、水と二酸化炭素のみができます。

アセチレンに限らず、酸素が不足しているときは一酸化炭素が出たり、もっと足りなくなるとススが出ます。高校くらいで習うガスバーナーは空気のつまみとガスのつまみが両方あって、空気を遮断すると黄色で空気を流すと青い炎になりますよね?黄色の炎では酸素が不十分なので、青より温度が低く、またスライドガラスなどを当てるとススが付くことを習ったのではないでしょうか?
余談ですが、よく工場や実験室ではアセチレンバーナーというものを使います。これは都市ガスやプロパンガスではなくアセチレンガスと酸素を混合して燃やすことで、火力の強い炎を作り、溶接やガラス加工に用いるものです。この場合は酸素が十分供給されているので、すすは出ません。(溶接中にすすが出て困りますよね?)
で、ススですが、アセチレンに限らず、酸素が不足の場合は遊離炭素がクラスター(ある程度の量の原子や分子の集合体と思ってください)となって生成します。この炭素クラスターの大部分は「無定形炭素」といわれるもので、ダイヤモンドや黒鉛のような結晶にはなっていない炭素です。構造的には、六角形の広がりを持った面を有しているので、黒鉛の結晶型に属しますが、ほとんど規則性がなく(アモルファスといいます)しかも小さな粉末です。フラーレンというのは、サッカーボールの形をした炭素クラスターで、近年注目を浴びてきましたが、このススのなかにわずかですが、フラーレンが含まれていることが知られています。平たくいいますと、遊離した炭素原子が集まって規則正しく結合するとフラーレンになり、その出来損ないが、ススとして生成すると考えても良さそうな研究になっていると思います。ススを電子顕微鏡で見ると、時々黒鉛に似た層面が丸まった球状のような滑降しているものが見受けられます。ただ、フラーレンができているからと行って、ススそのものの性質は、手に付くと黒くなりますし、鉛筆の芯みたいなものと思っていいでしょう。
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回答は出ているようですので、以下の参考URLサイトは参考になりますでしょうか?


「炭化水素火炎中のフラーレン生成反応解析」
普通に燃焼させただけでは「フラーレン」の収率は相当低いでしょうが、微量含まれている可能性はあるのではないでしょうか・・・・?

専門家のフォローお願いします!

ご参考まで。

参考URL:http://argon.cse.oka-pu.ac.jp/fullerenej.htm
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燃焼のステップを飛ばしておられるので理解できなかったんだと思いますよ。



2CH・CH → C + C + H-H

が入ります。加圧または加熱で上の反応が始まり、それに続く燃焼の熱で反応が継続します。

この時酸素が不足すると C が遊離してすすになるわけです。
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完全に燃焼しきれていないのではないでしょうか。

つまり、すすは炭素だと思うのですが、それもすべて完全に酸化すれば、
2CH≡CH+5O=O→2H-O-H+4O=C=O
理論上は最終的に、このような式になると思いますけど。
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酸素の量を少なくして反応式を書いてみればいいのではないですか?

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Qアセチレンの燃焼・・・

こんばんは。学校のレポートでどうしても不可解な部分があるのでヒントを教えてください。
アセチレンを燃焼させる実験をしました。
アセチレンと空気は理論上2:25で過不足なく反応します。
アセチレンと空気の比が
2:25
1:3.4
1:1.7
すべてアセチレン

の4本の試験管を用意し、それぞれ燃焼させたところ、上二つはすすが一切出なかったのに対して
した二つはすすが発生し、1:1.7のほうがより多くのすすが発生しました。
すすが出たり理由はアセチレンが空気に対して多かったので不完全燃焼が起きたからだと考えましたが、
なぜアセチレンの量が少ない1:1.7のほうがたくさんすすがでたのかいくら考えても分かりません。
また、不完全燃焼したほうは炎が長い間残っていましたがこれは少しずつしか入ってこない外の空気と反応しているからでしょうか?
ヒントでもいいのでどなたか教えてください。

Aベストアンサー

#1です。少し補足です。

自身は現場作業者のため、実務を主体にコメントします。

ガス溶接業務の場合、
・アセチレンボンベからの出力圧力 0.3kg/平方cm
・酸素ボンベの出力圧力 3kg/平方cm

のため、アセチレン:酸素=1:10と回答しましたが、それぞれに弁の開閉を調整しながら火炎を調整する点、空気中にも酸素があるため、これに空気中の酸素が加わっての燃焼になるので、厳密には1:10ではないと思います。(訂正します)

アセチレンの取扱として、
1)液化アセチレンは不安定で爆発しやすい性質であるので、溶解アセチレンとして保管すること。
2)酸素がなくても分解爆発する恐れのあること。
3)無臭であるが、ガス漏れに気付きやすいように腐臭剤を入れてあること。
等があります。

実務主体で化学的な面は載っていませんが、職業能力開発センター等の指定期間で活用されている「ガス溶接技能講習」のテキストもリンクを貼っておきます。

参考URL:http://kanpo.net/item/4288.html

Qメタンとアセチレンの燃焼

メタンとアセチレンをそれぞれ燃焼させるとどちらの方が明るく燃えるのでしょうか?

Aベストアンサー

ぶっちゃけた話、完全燃焼するとどちらもほとんど目に見えません。
通常ただ燃やすとアセチレンが非常に明るく見えます。理由は燃やしてみると直ぐ分かる。アセチレンはすごくたくさんのススを出します。
ロウソクなどで明るい黄色の火が見えるのは加熱された炭素の粒です。アセチレンの炎ではこのススが加熱されて明るく光っているのです。
このあたりはマイケル・ファラデー大先生の名著「ロウソクの科学」を読んで下さいね。

メタンは水素含量が多いせいもあり通常のバーナーで燃やすとほとんど黄色い炎が見えません。天然ガスの地域では都市ガスの燃焼を見て下さい。
水素なんか炎さえ見えませんのでとても恐い。

角川文庫 「ロウソクの科学」ISBN:4043127014マイケル・ファラデ-;三石巌 角川書店 1989/08出版 15cm 180p[文庫 判] NDC分類:430.4 販売価:\357(税込) (本体価:\340)

ろうそく物語
[原書名:THE CHEMICAL HISTORY OF A CANDLE : A Course of Lectures Delivered before a Juvenile Audience at the Royal Institution〈Faraday, Michael〉 ]ISBN:4588713019改装版192p 19cm(B6)法政大学出版局 (2000-12-10出版)ファラデー,マイケル【著】〈Faraday,Michael〉・白井 俊明【訳】[B6 判] NDC分類:430.4 販売価:\1,680(税込) (本体価:\1,600)
どちらも同じ本です。原題は「化学」なのになー。(TT

ぶっちゃけた話、完全燃焼するとどちらもほとんど目に見えません。
通常ただ燃やすとアセチレンが非常に明るく見えます。理由は燃やしてみると直ぐ分かる。アセチレンはすごくたくさんのススを出します。
ロウソクなどで明るい黄色の火が見えるのは加熱された炭素の粒です。アセチレンの炎ではこのススが加熱されて明るく光っているのです。
このあたりはマイケル・ファラデー大先生の名著「ロウソクの科学」を読んで下さいね。

メタンは水素含量が多いせいもあり通常のバーナーで燃やすとほとんど黄色い炎...続きを読む

Qアセチレンが燃焼したときのエネルギー

「アセチレンは燃えると非常に高温の炎を出すので、酸素-アセチレン溶接に使われる。この分子の結合の性格について述べ、それが酸素中で燃えるときに放出される大量のエネルギーの源を説明せよ。」

という問題を解きたいのですが・・・
いくら調べても「三重結合を持つ不飽和炭化水素のため反応性が大きい」ということくらいしかわかりません。
もう少し詳しく知りたいのですが・・・よろしくお願いします><

Aベストアンサー

No.4です。

順番が前後してしまって申し訳ありませんが、No.1の方の回答への補足
についての横レスをさせていただきます。

> 反応しやすければエネルギーが発生しやすい

「反応しなければエネルギーが発生しない」という意味では正しいですが、
「反応しやすい=発生エネルギーが大きい」という意味では誤りです。
(普通は下側の意味で言うと思いますので、結論としては「誤り」になります)

「反応のしやすさ」は「励起状態のエネルギーの高低」によります。
この「ハードル」が低ければ反応しやすく、高ければ反応しにくくなります。
一方、「発生エネルギーの大きさ」は、「反応前の状態と反応後の状態の
エネルギーの差」によります。


それぞれの状態のエネルギーが下図の関係にあった場合を例にすると、
 最も反応が進みやすい ; 「a)」 (「反応前→励起状態」の差が最小)
 最も発熱量が大きい   ; 「c)」 (「反応前~反応後」の差が最大)
ということになります。
(なお、「a)」と「b)」は「H」が同じなので、発熱量も同じになります)

a)       励起状態
 反応前_/\
  H↓       \_反応後

b)         励起状態
         /\
 反応前_/    \
  H↓          \_反応後

c)         励起状態
         /\
 反応前_/    \
   |           \
  H↓             \_反応後



従って、「反応のしやすさ」と「発熱量の大きさ」には、直接的な相関関係は
ないことになります。

No.4です。

順番が前後してしまって申し訳ありませんが、No.1の方の回答への補足
についての横レスをさせていただきます。

> 反応しやすければエネルギーが発生しやすい

「反応しなければエネルギーが発生しない」という意味では正しいですが、
「反応しやすい=発生エネルギーが大きい」という意味では誤りです。
(普通は下側の意味で言うと思いますので、結論としては「誤り」になります)

「反応のしやすさ」は「励起状態のエネルギーの高低」によります。
この「ハードル」が低ければ反応しや...続きを読む

Qアセチレンと臭素水の反応について

アセチレンと臭素水の反応式を教えてください。

Aベストアンサー

アセチレンは常温常圧で気体、臭素は液体ですが沸点が低いので、比較的濃い蒸気が出ています。この2つの気体が混ざったとき、最終的にCHBr2CHBr2ができますが、これは沸点243.5℃で液体です。この液体の細かい霧が白い煙状になったというのが一つの可能性として考えられると思います。

Qアセチレンと酸素の混合で爆発をおこしたいのですが。。。

今度化学の授業でアセチレンと酸素の混合で
爆発の大きさを競う実験(?)をやることに
なったのですが、より大きな爆発を起こすために
必要な条件、気体の混合比などがありましたら
教えて下さい。宜しくお願いします。。。

Aベストアンサー

モル比でアセチレン:酸素=2:5

じゃあないですか???

2C2H2+5O2→4CO2+2H2O

爆発ってようは固体なり液体がほかの物質と反応して
気体になったときの体積の増加だからこれでいいんじゃありませんか?

例:炭素Cが酸素と反応してCO2になると…

   C+O2→CO2

たとえば炭素1モル〔12g〕〔5.3ml〕が1モルの二酸化炭素になると体積が22.4Lになるから…

5.3ml→22400ml

と体積的に4226倍に変化するので…

ここまでいえばわかりますよね(^◇^)
じゃあ実験がんばってください!!!

Q炭化水素の問題

実験の問題で難しいのがあるので教えてください。
ただ、実験の問題なのでどのように書いていいのかわからないので、かなり要約してあります。たぶん字足らずになるので補足事項あれば聞いてください。あと、私は化学初心者です。わけあって学習しています。

1、ブタン(C4H10)と臭素(Br2)の結合の化学反応式は?

2,ヘキセンと臭素水と硫酸酸性過マンガン酸カリウム水溶液の化学反応式は?

3,アセチレン(C2H2)の完全燃焼はどのようになるでしょうか?

私は成人で学校の宿題とかではないのですが、こたえもなく考えてみてわからなかったので質問しました。初心者にもわかりやすく教えて頂けると非常に助かります。

Aベストアンサー

handmishさん、こんばんは。

1.3の回答は出てるので、2を回答します。

ヘキセンのようなC=C2重結合を有する化合物は、
(1) 容易に付加反応を起こす
(2) 過マンガン酸カリウムのような強い酸化剤によって酸化反応を起こす
という特徴があり、両方ともC=Cの部分で起こります。

なので、

(1) ヘキセン(異性体が何かわからないので、C=Cの位置が端にある1-ヘキセンとします)と臭素水との反応は、

CH3CH2CH2CH2CH=CH2 + Br2 → CH3CH2CH2CH2CHBr-CH2Br

となります。臭素が褐色で、生成物が無色なので、
この反応が起これば臭素の褐色が脱色されるということで、二重結合や三重結合の検出反応として用いられます。

(2) 過マンガン酸カリとの反応は、ちょっと難しいのですが、2重結合をもつ炭化水素(>C=C<)は過マンガン酸カリで酸化され、>C=O + O=C< の形のカルボニル化合物になります。

例えば、2,3-ジメチル-2-ペンテンにこの反応を行うと、

CH3-C=C-CH2-CH3 → CH3-C=O + O=C-CH2-CH3
   |  |          |    |
 H3C CH3      CH3   CH3

のようになり、アセトンとエチルメチルケトンになります。

ただし、この時にアルデヒドが出来た場合、さらに酸化され、カルボン酸になります。

なので、1-ヘキセンを過マンガン酸カリウムで酸化すると、

CH3CH2CH2CH2CH=CH2 → CH3CH2CH2CH2CHO + HCHO

→ CH3CH2CH2CH2COOH + HCOOH

となり、吉草酸(炭素5個の直鎖カルボン酸)とギ酸になります。しかし、ギ酸にはまだアルデヒド基があるので、さらに酸化され、最終生成物は(炭酸を経て)二酸化炭素と水になります。
よって吉草酸と二酸化炭素と水になるというのが
正解です。

この反応も、過マンガン酸カリウムの赤紫色が脱色されるので、二重結合の検出反応として用いることがあります。

(2)の反応式もどうしても必要ですか?
おそらく何が生成するかさえわかれば問題ないと思うんだけどな・・・
どうしても必要ならまた追加質問して下さい。
答えます。

handmishさん、こんばんは。

1.3の回答は出てるので、2を回答します。

ヘキセンのようなC=C2重結合を有する化合物は、
(1) 容易に付加反応を起こす
(2) 過マンガン酸カリウムのような強い酸化剤によって酸化反応を起こす
という特徴があり、両方ともC=Cの部分で起こります。

なので、

(1) ヘキセン(異性体が何かわからないので、C=Cの位置が端にある1-ヘキセンとします)と臭素水との反応は、

CH3CH2CH2CH2CH=CH2 + Br2 → CH3CH2CH2CH2CHBr-CH2Br

となります。臭素が褐色で、生成物...続きを読む

Qアセチレンと臭素水の反応について。すげー焦ってます(汗)

アセチレンと臭素水(赤褐色)を反応させると、テトラブロモエタンになって無色透明になりますよね。

私の班では、透明にはならなかったものの薄くはなりました。
4時間後には透明になっていたと後で先生に聞きました。

今日、図書館に行って本をあさったんですけど…。
文献によって、そのテトラブロモエタンの色が違うんです。
ある本では「黄色」とかかれ、ある本では「無色」と書かれ…。

そこで疑問に思ったんですけど、
テトラブロモエタンって、時間がたつと黄色から透明になったりするんでしょうか?
それともただ単に、時間が足りなかっただけでしょうか?

Aベストアンサー

テトラブロモエタンは基本的に無色だと思います。
古くなると、着色した不純物が生じて黄色になると言うことだと思います。
したがって、反応時間が不足した可能性があります。

しかし、それ以外の問題もあります。もしも、臭素水の量が多すぎれば、その色が消えるのにかなりの時間がかかるはずです。だとすれば、時間がたってから色が消えたのは、残った臭素が揮発したり、別の反応で無色なものに変化した可能性もあります。
臭素水の量が多すぎなかったことは確かなのでしょうか。

*ここから先の話は、高校レベルでは知らなくても済むことですが、重要なことですので一応書いておきかす。
つまり、この条件でテトラブロモエタンができるとは限りません。つまり、「アセチレンを臭素水に通すと付加反応が起こり、臭素水が脱色される」というのは事実ですし、正しいことです。しかし、テトラブロモエタンができるという記述は必ずしも正しくないのです。
同様に、エタンと臭素水の反応で、「臭素の色が脱色される」というのは事実ですが、ジブロモエタンが生成するというのは正しいとは言えません。

こういった事情で、最近では、「臭素水の脱色」と「付加反応」だけを記述して、生成物について触れていない例が増えているようです。教科書、参考書を注意深く読んでみて下さい。

なお、臭素の四塩化炭素溶液を使った場合にはこのような心配はなく、テトラブロモエタンが得られます。

参考URL:http://www4.ocn.ne.jp/~nirika/ronbun/2004chm.htm

テトラブロモエタンは基本的に無色だと思います。
古くなると、着色した不純物が生じて黄色になると言うことだと思います。
したがって、反応時間が不足した可能性があります。

しかし、それ以外の問題もあります。もしも、臭素水の量が多すぎれば、その色が消えるのにかなりの時間がかかるはずです。だとすれば、時間がたってから色が消えたのは、残った臭素が揮発したり、別の反応で無色なものに変化した可能性もあります。
臭素水の量が多すぎなかったことは確かなのでしょうか。

*ここから先の話は...続きを読む

Q臭素水(高校化学I・有機化学)

臭素水にエチレンを入れると、付加反応をして臭素水の色が消えますが、
教科書(啓林館)ではうすい臭素水(黄色)の色が消える。
問題集などでは臭素水(赤褐色)となっていました。

臭素水はうすい場合、黄色と言うことでしょうか?
黄色と赤褐色は近い色と言うことでしょうか?

Aベストアンサー

臭素水の色は赤褐色と考えるのが無難だと思います。
黄色というのがあるとするならば、低濃度の場合ということになるでしょう。
また、臭素水では、Br2の一部、あるいは場合によっては大部分が、下式の反応によってHBrとHBrOになっています。こうなれば、「臭素水=Br2が水で希釈されたもの」ということにはなりません。低濃度では、このようになっているものが大部分ということになると思います。
Br2 + H2O → HBr + HBrO

ちなみに、四塩化炭素溶液では、Br2のままです。

Qアセチレンと過マンガン酸カリウム水溶液

アセチレンの性質の実験で、
アセチレンに0.02[mol/L]過マンガン酸カリウム水溶液(硫酸酸性)を1[mL]加えてよく混ぜたら茶色に変化したんですけど、どうして茶色になるんでしょうか?

わかりにくい質問ですいませんm(__)m

Aベストアンサー

二重結合、三重結合の電子はπ電子といって、強力な
酸化剤があると電子を取られてしまいます。
その結果、MnO4-が還元されてMnO2ができて、
そのために茶色になったのでしょう。
では、なぜMn2+まで還元されないかというと、
アセチレンの還元力が弱いからだと思います。

Q化学反応式

3.9gのアセチレンC2H2と標準状態で11.2Lの酸素を燃焼させた。この反応後、反応せずに残る酸素は何gですか。
という問題です。

この問題のわかりやすい解説をお願いします。

Aベストアンサー

アセチレン(分子量26)3.9gのモル数が焦点、3.9/26=3/20=0.15 (mol)ですね。
11.2Lの酸素、標準状態で11.2/22.4=1/2=0.5 (mol)
アセチレンの燃焼式は、
C2H2 + 5/2 O2 → 2CO2 + H2O
アセチレン1molが完全燃焼するには 2.5molの酸素が必要ですね。
では0.15molのアセチレンが完全燃焼したらどれだけの酸素が必要でしょう。
0.15 × 2.5 = 0.375 (mol)
では残りは、
0.5 - 0.375 = 0.125 (mol)
酸素分子の分子量32ですから、
0.125 × 32 → ? ^o^


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