水の作り方

質問

ふと疑問に思ったんですが、水って酸素と水素の原子でできてますよね?もし、酸素と水素を液体にして混ぜたら、水ができるんでしょうか？温度をかなり下げないと、酸素と水素の液体はできないだろうから…混ぜて水になった時点で氷になる…？？酸素と水素の気体を混ぜたら水の気体(？)になるのか…何かを加えるのか…など、気になります。どうやったら水を作れるのでしょうか？

回答No.2

ti4989 · ベストアンサー

空気中にある酸素は酸素原子が２つくっついて酸素分子となっています。
また、空気中にはありませんが、いわゆる水素というのは水素原子が２つくっついて水素分子となっています。
一方、水は水素原子２つと酸素原子１つで、ひとつの水分子をつくっています。
なので、液体だろうが気体だろうが、分子の結合を一度切って、再結合しないと水分子にはなりません。つまり、見た目が液体の水をつくるのに、液体の酸素と液体の水素をまぜても水にはなりません。
物理的に混合するのではなく、結合の再配列が必要というわけですが、このことを化学反応といいます。即ち、化学反応を起こせば酸素と水素から水を作ることができます。

お礼

ありがとうございます。結合の再配列…ただ混ぜただけでは駄目なんですね…。化学反応が必要…単純には行かないんですね…。

回答No.7

noname#21649

＞発するんですね…怖いです。
ラジカル反応.酸素のようにラジカル(ゆうりき)を持つぶしつの反応が怖いのは.その反応速度にあります。
混ぜてすぐには反応しないのです。
ラジカル反応の場合には.最初にかいれつが起こって.ラジカルが次第に増えて行きます。もし.水が合ったりするとラシカルが水と反応して停止反応がおこります。
液体酸素が怖いのは.この「水」がなく(存在しても凍って系から除外される).高純度な酸素という.分子状のラジカルの塊です。

反応対象となる「有機物」があると.開始反応が続いて.有機物の一部がラジカルかします。この有機物からできたラジカルが一定濃度以上になると.連鎖反応が発生して瞬間的に反応が進みます。
ですから.一見.「単に混ぜただけ」でもある時間たつと爆発するのです。

液体水素と液体酸素を混ぜてどの程度半のうするかは知りませんが.金属水素と液体酸素は怖いです。

お礼

ありがとうございます！なんだか難しいですが、液体同士混ぜれば…って、簡単にはいかないんですね～…
。

回答No.6

noname#21649

液体水素と液体酸素を混ぜたらば.程度の差はあれ水ができるでしょう。酸素は単分子ラジカルで比較的反応性が高いのですから。

金属と酸素が接すると約nS程度の時間で賛歌金属の単ぷんしまくが精製しますから.固体水素ならば同程度のまくが生成してもおかしくありません。
すると.液体水素と液体酸素が反応してもおかしくありませんから。

ただ.分量の問題があります。活性化エネルギーを超えたエネルギーを持つ分子がどの程度存在するか.不確定性原理で0ではありませんが.かなり少ないです。

おまけで
液体酸素に紙などの有機物を入れないと。簡単に酸化反応がおこります。私の恩師は「爆発が怖くて液体酸素は使えない」といっていました。

お礼

ありがとうございます。なんだか難しいですね～…可能性はある…ということでしょうか…？思いっきり文型人間なので…。爆発するんですね…怖いです。

回答No.5

noname#62864

水素と酸素が化学反応を起こさなければ、水は生じないということであり、その化学反応を進めるためには単に混ぜるだけではダメで、何らかのきっかけ（たとえば着火）が必要ということです。
たとえば、紙は空気中の酸素と反応すると燃えてしまいますが、火を着けさえしなければ紙のままです。これと同じことが酸素と水素の場合にも言えるということです。

ただ、質問の本質とは離れますが、液体酸素と液体水素を混合した場合に反応が起こらないという認識には疑問を感じます。
すなわち、これらの組み合わせはロケットの液体燃料の組み合わせであり、両者を混合しさえすれば燃えるのではないかと思います（確かではありませんが）。
参考URLを貼っておきます。
なお、気体の酸素と水素を混ぜただけでは反応が起こらないことは確かです。

http://www.mhi.co.jp/aero/knowf/know06.htm

http://www.bekkoame.ne.jp/~yoichqge/roc/2000_3_4/Edu/NASA_BOOK/htmls/Practical_Rocketry.htm

お礼

ありがとうございます。URL、みてみました。知識がまったく無いので少し難しかったですが、宇宙大好きなので、私の疑問がロケットに関連してて嬉しかったです。

回答No.4

kamejiro

状態の変化を物理変化と言います。
酸素や水素の温度を下げ、液状にさせたり、水の温度を上げ下げにより、水蒸気や氷になること等が挙げられます。

これに対して分子レベルで物質が変化することを化学変化と言います。
紙を燃やすと、炭素と酸素が結合して二酸化炭素になること等が挙げれます。

ご質問の事項ですが、

＞酸素と水素を液体にして混ぜたら、水ができるんでしょうか？

出来ません。状態が変化した液体酸素と液体水素の混合物ですので、水ではありません。

＞どうやったら水を作れるのでしょうか？

水素は可燃性ガスですので、燃焼させると水が出来ます。
空気中には酸素が２１％含まれています。この空気中の酸素で水素を燃やすのです。

１）水素を試験管に入れて指で押さえます。
２）マッチに火を付け水素の入った試験管に炎を入れます。

すると、「ポッ」と音がして一瞬にして水素が燃え切ってしまいます。
その後に試験管を見て下さい。水が試験管内に付いています。

お礼

ありがとうございます。液体同士を混ぜても混合物にしかならないいんですか…なんだか少し残念…。実験、昔やった事ありました！水素を燃やした時の音が好きでした。

回答No.3

ojii68

そんなに難しく考えなくても、水素を燃やせば（酸素と化学反応させれば）、水になります。
中学のとき、水上置換で試験管に集めた水素ガスに火をつけた覚えがあるかもしれません。

というように、水素と酸素は結合して水を作りたがっている、再結合して水になった方が安定、なのですが、残念ながら液体水素と液体酸素を混ぜただけでは水にはなりません。
なぜなら、水になるためには水素分子（水素原子2個が繋がっている）と酸素分子（酸素原子2個が繋がっている）の結合をいったん切る必要があり、そのためにはそれなりのエネルギー（＝温度）が必要だからです。

補足

ありがとうございます。水上置換、確かにやりました！その実験をやった時に、少量しか水ができないのを見て「なんでこんなに少量の水しかできないんだろう…液体同士を混ぜた方が一気に沢山水を作れるんじゃないの？」と思ったのが疑問のきっかけです。
かなりのエネルギー(温度)が必要…エネルギーっていうのはどうやって作り出すものなんでしょうか？

回答No.1

zoo123

酸素と水素を液体にして混ぜても水にはならないですね。それぞれの液体は、原子状態ではなく、分子ですから。
水を作るには、酸素と水素の気体を混ぜ、電気火花を放電する必要があります。でも、この実験は危険性が高く、よく爆発事故が起きています。

お礼

ありがとうございます。
危険性が高いんですか…爆発事故は怖いですね。水素で走る車は爆発しないのか…っていうのも前気になってました。もう少し調べてみたいと思います。