アセチレンの燃焼・・・

質問

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。

回答No.2

kamejiro · 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

お礼

どうもありがとうございます。
実際にアセチレン溶接をしている方から教えてもらえてとてもうれしいです。
アセチレンの取り扱いも教えてください、ありがとうございました。

回答No.3

mojitto

あくまで推察ですが…
アセチレンのみでは不完全燃焼すら完全に行われていないのかもしれませんね。
つまり、少し燃えただけで、試験管内の酸素を消費しつくしてしまい、窒息消火してしまったということです。それに対して1:1.7のほうが、燃焼できる酸素の量がアセチレンのみより多いため、不完全燃焼でもより多くのアセチレンが燃焼できたわけです。それがススの量に関係しているでしょう

また、完全燃焼した場合はアセチレンガスがすぐに燃焼してしまうため、火は早く消えますが、不完全燃焼を起こした場合は、未燃焼のアセチレンガスが残存しています。質問者様の読みどおり、外の空気と反応していると考えるのは道理だと思います。
また燃焼速度は酸素濃度も関係しているので、参考にしてみてください

お礼

なるほど。
アセチレンのみのほうはすべて燃えきったわけではないのであまりすすが発生しなかった、ということですか。
新たな視点をありがとうございました。
酸素濃度も関係しますか。結構複雑ですね。

回答No.1

kamejiro

化学という観点とは違いますが…。
アセチレンによるガス溶接の業務に関わっている者です。

アセチレンのボンベからアセチレンだけを出して着火するとすすの多い拡散炎と呼ばれる1500℃位の炎が出ます。
これに酸素ボンベからの酸素を加えると、すすが消えて予混合炎と呼ばれる青白い炎に変わり3300℃の高温の火炎になり鉄が溶かすことができます。

空気には21％の酸素があり、この酸素が増えると火力が強くなり完全燃焼になります。酸素は支燃性ガスと言われ燃焼を支える性質をもっています。

ガス溶接の場合、アセチレン：酸素＝１：１０の比率が最適な完全燃焼なので、質問者さんの例で言う、アセチレン：空気＝２：２５が一番、すすの少ない状態、１：１．７が一番すすの多い状態であると思います。

お礼

ありがとうございます。
溶接の場合はアセチレン：酸素＝1:10なのですか。
実は溶接についてもまとめなければいけないのでとても役に立ちました。
化学的に見た2:5という割合と違いが生まれるというのは興味深いです。
すべてアセチレンだとそれほどすすが発生しない原因は結局何なのでしょうか。