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燃焼の仕組み まとめと自習 その1

今回は燃焼の仕組みのまとめです。教科書18〜19ページも利用してください。
前回 実験で分かった通り、燃える前 と 燃えた後の 空気では
酸素がおよそ3%へり、二酸化炭素がおよそ3%増えることがわかり ました。
たった3%の変化で、空気の性質がずいぶんと変わることを まず 分かりましょう。

実はもっと少ない変化で、私たちの命にかかわる気体があります。
火事の時や、密閉(みっぺい)された場所でものが燃えるときに、酸素が少なくなるために 二酸化炭素に変わって出てくる気体があります。それは一酸化炭素です。

一酸化炭素が 空気の中でわずか0.005%(=50ppm(ピーピーエム))増えるだけで、私たちは意識がたもてなくなり、運動ができなくなってしまいます。その結果、命を落とすこともあります。
(火事の時に、いきおいよく息を吸わないようにハンカチで口を押える理由は、この気体を吸わないようにするためです。)
空気の成分は、このように 私たちの生活に 大きな影響(えいきょう)を与えることも 知っておいてくださいね。
(2学期に予定している学習で、空気の成分が今のようになった理由についても お話しする予定です)

燃焼の仕組みを知ることは消化の仕組みを知ることにもつながります。その話は次回のホームページでお伝えすることにして・・・。

今日は、学習の最後にいつものパソコンを使った自習を用意しました。パソコンなどの環境が準備できる人は、このリンクから、NHKの電子黒板のページを使って、いつもの通り、自習をしてみましょう。(色の変わっているところをクリックまたはタップしてNHKのページに移動。燃焼の仕組みの「自習」をしてみましょう。)

ものが燃える前と後の空気の成分のちがい1(6年)

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今回は「ものが燃える前の空気の成分」と「後の空気の成分」について実際に実験をして調べてみました。

実験の前に、気体検知管にはちっ素用がなかったことを思い出してください。
実は、ものが燃える前と後の空気の成分で、ちっ素には変わりがありません。空気の中には、燃える前にも後にもおよそ80パーセントのちっ素があります。このこともしっかりと押さえておきましょう。

結果を見る前にみなさんで「結果の予想」をしてみましょう。次の3つのうちで、自分の意見に最も近いものを選んでから、実験の結果を見てみましょう。

1 ものが燃える前と後では、酸素の割合も二酸化炭素の割合も変わらない。
2 ものが燃えた後の空気は、酸素がほとんどなくなっていて。二酸化炭素がすごく増えている。
3 ものが燃えた後の空気は、酸素が少し減っていて、二酸化炭素が少し増えている。

さて、みなさんはどのように予想しましたか。答えをいそがずに、しっかりと考えてからこの後を見てくださいね。

では、実際に気体検知管を使って、酸素と二酸化炭素の成分をはかってみましょう。
Gの方から目盛りを見ていって、酸素の方は白くなっている所、二酸化炭素の方は紫色になっている所の目もりを読みます。

上の写真は、ものが燃える前の空気の成分です。

酸素の検知管のめもりはおよそ21%を指しています。
赤い0.5%〜8%を調べる二酸化炭素の検知管は、まったく反応をしていません。これは、1%よりもかなり少ない量しか空気中にないことを表しています。
黄色い0.03%〜1%を調べる二酸化炭素の検知管では、ほんの少しだけ紫色の反応が見られました。ものが燃える前の空気にはおよそ0.04%の二酸化炭素がふくまれるので、大体ただしく反応が見られます。

真ん中の写真はものを燃やした後の空気の成分です。

酸素の検知管のめもりはおよそ17%を指しています。燃やす前と比べて4%ほど減っていますね。
赤い二酸化炭素のめもりは1.5%ほど、黄色いめもりは振り切れてしまっています。

一番下の写真は燃える前と後の成分を並べたものです。これを見ると、物が燃える前と後の空気の成分では、酸素が減り、二酸化炭素が増えるということが言えそうです。

また、酸素がほとんどなくなってしまうのではなく、3〜4%しか減っていないこともわかります。

この実験については、次の動画も見てみてくださいね。(先生の実験とビデオの実験のちがいについては、次回に説明します)

気体検知管の使い方(6年)

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燃える前の気体の成分と、燃えた後の気体の成分の違いを調べるためには、2つの方法があります。
1つ目は石灰水を使う方法です。P17を参考にしてください。石灰水に二酸化炭素がふれると白くなります。この反応は、テストにとてもよく出てきますので、しっかりと覚えましょう。

2つ目は気体検知管を使う方法です。今回は使い方のこつや注意点を説明します。

教科書P16も参考にしてください。

一番上の写真には気体採取器・チップホルダー・カバーゴムが写っています。
気体採取器は気体の成分を調べるのに必要な50mLの気体が採取できます。

真ん中の写真は気体検知管です。
気体検知管には青い酸素用、黄色い二酸化炭素の0.03〜1%用、赤い0.5〜8%用の3つがあります。
二酸化炭素用を2本使うのにはわけがあります。(そのわけは実験をすれば分かります)

では、使い方を説明していきます。P16のQRコードや動画も利用してください。

気体検知管は、空気の中の酸素や二酸化炭素と反応してしまうのをふせぐために、両はしが閉じてあります。まずは両はしをチップホルダーで折り、Gマーク側にカバーゴムを付けます。

下の写真のように気体採取器に気体検知管を取り付けます。取り付けるときはGマークと矢印(→)の方向に注意します。Gマークが気体採取器から一番遠くで、矢印の向いている方が気体採取器になるように取り付けます。

調べたい空気の入っている入れ物に気体検知管のカバー側を差し込みます。

気体検知管のハンドルをカチッとなるまで一気に引く。この時、引き直したり、カチッと止まらなかったりするとうまくいかないことが多いです。

決められた時間がたったら、目もりを読みます。(酸素の検知管は使用すると熱くなるので、冷めるまではさわらないように気をつける。)

ヒトはイメージトレーニングだけでも技術の上達ができる生き物です。なんどか使い方を見て、イメージしてみてくださいね。

今年から10mLではかれる酸素の気体検知管ができました。今年、これを使えるように学校でもこう入する予定です。

空気の成分(6年)

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前回の動画は見ることができましたか。

ろうそくが燃えてる時の空気の流れや、物が燃える前と、燃えた後の空気が何かちがっていることがわかったのではないでしょうか。

私たちの大切な空気は、実はたくさんの気体(このことば覚えていますか?)が混ざったものです。

上の成分表で表した通り、空気のおよそ8割はちっ素という気体です。残りのおよそ2割が酸素という気体で、全体のほぼ99パーセントをしめています。

残りの1パーセントの中には、二酸化炭素やその他の(たとえば、ネオンや水素などの)期待が入っています。(※ この成分表の中には、場所によって大きく割合のかわる水蒸気はふくまれていません)

さて、それぞれの気体はどのように性質があるのでしょうか。

ものが燃えるために必要な気体はこのうちのどれで、ものが燃やした後に増える気体はこのうちのどれなのでしょうか。

続きは次回。(今回は先生の自宅からテレワークでホームページを作成しました。)

ものが燃えるしくみ7

最後に下だけにあなが開いているびんと上にも下にもあながあいていないびんの場合です。

下だけにあなが開いているびんでは、下から空気がはいりそうに思うのですが、やってみると、びんのなかに線香のけむりは入っていきませんでした。

少したつと、ろうそくのほのおも消えてしまいました。

上にも下にもあながない場合も当然、線香のけむりは入りません。ろうそくのほのおもすぐに消えてしまいました。

これらのことから ものが燃えるには 何が必要だと思いますか。

ヒントは「     」な空気 むずかしい、習っていない言葉ではこたえないでね。

この動画も参考にしてください。(青い部分をクリックかタップでビデオクリップが見れます。

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