<らくらく化学実験_リビングケミストリー>

     ミスしない炭つくり

「実験テーマ」
炭を作る

「実験概要」
植物を酸素を遮断して熱すると、燃焼せずに水分が離脱し、炭のみが残る。植物体の蒸し焼き実験を通じて、植物組織が糖類(炭水化物)を基本としていることを学ぶ。

「学習項目」

@    天然高分子化合物:糖類 セルロース

A    吸着剤:活性炭など


「画 像」 

1.素材は、我が校名物、メタセコイヤの実を使用してみた。

3.水蒸気とともに、可燃性の有機物も発生する。一酸化炭素も含まれるので注意

4.素材によっては崩れやすい。ミカンなどの果物でも可能。

5.炭を砕いてインク色素の吸着効果を確かめた。

1.ユズリハやツバキなどの厚めの葉なら可能。

4.できあがりは、黒光りして美しい。壊れやすいので扱いに注意

参考:ガスコンロに直接かけても良い。 参考:普通の松かさ!


「動 画」
材料を加熱すると可燃性のガスが発生してくる。簡単に着火させることができる。


「準 備」
 
 炭化させたい植物素材(松かさや果物、葉、折り紙など) 上部をくり抜いた空き缶 アルミホイル 針金 インク

操作手順」

     WEB非公開 

解 説」

1.    植物体は主に糖類であり、セルロースがリグニンによって固められた作りをしていて、基本的に糖類のC(HO)という組成となっている。もし酸素が十分であれば燃焼によって二酸化炭素COと水HOに分解され、わずかなミネラル分を残すのみである。しかし、酸素を遮断する、いわゆる蒸し焼きにすると、水素と酸素ばかりが抜け出て炭素分ばかりが残ることになる。材料は10〜20%が残り、その重量の80−95%程度が炭素だといわれている。

2.    このように植物体を酸素と遮断して加熱する方法を乾留という。実験では、発生したガスを燃焼させているが、水蒸気の他、水素・一酸化炭素・メタン等が含まれているので扱いに注意が必要である。

3.    できあがった炭は、よけいなものが含まれていないので、生木のように煙もでないし、何より大きなエネルギーが安定して得られることから、古くから有用な燃料源として利用されてきた。また、植物細胞を構成する様々な物質が分解され、内部がすかすか状態になる(表面積増大)ことを利用して臭いや色素を取り除く、吸着剤としての働きも重要である。作品は黒光していて、オブジェとしてもなかなかの見栄えである。しゃれた店のウィンドウで見かけることもある。

「演習問題」

1.      糖類の組成を一般式で示しなさい。

2.      植物繊維の主成分であるセルロースの構造を図説しなさい。

3.      糖類が、加熱により脱水されることを式で示しなさい。また、酸素が十分ある場合との違いについて説明しなさい。

4.      炭に脱臭脱色作用があるのはどうしてか、その理由を答えなさい。また、そういった性質を一般的に何と呼ぶか。


参 考」
 化学意表を突かれる身近な疑問(日本化学会 講談社)


トップページへ戻る→
編集:山田暢司