燃焼と質量保存の法則

質問

モノが燃焼した前後では全体の質量は変わらないということですよね。
実験や教科書ではいつもスチールウールなどの金属しか例として出てこないのですが、紙や木などが燃えてもこの法則は成り立つのでしょうか。
大きな木が燃えると炭になって見た目にはずいぶん軽くなるように思うのですが。
申し訳ありませんが中学生レベルで教えてください。

回答No.3

yumityan · ベストアンサー

こんばんは
＃１の書かれているとおりです。
燃えるものは炭素や水素が多く含まれています。
これらは燃焼すると炭酸ガスや水蒸気となって気体となって系外へと逃げていきます。
残るのは燃えなかった残留物で、量的には僅かなものです。
見た目には質量保存の法則は信じられませんが、排ガスの成分を測ってみると、きちんと収支は合っています。
色々な化学分野で、計算の根拠に使っています。

お礼

こんばんは。

あっ。と思いました。
つまりＣとＯ2が結びつく（二酸化炭素）、ＨとＯ2が結びつく（水）わけですね。
とてもよくわかりました。
そして、この法則は実際に使われているのですね。
こういう身近につかわれている話を聞くと、理科もなるほど～と思えて楽しいです。

ありがとうございました。

回答No.8

poor_Quark

実験装置そのものを密閉した部屋に置き、部屋全体の重さを精密に計ることのできるはかりの上に乗せたとします。その中で燃焼実験を行っても、実験の前後で全体の質量は変わることはありません。

　一般的に木材などを燃やすと、炭や燃え残った中間的物質などの固体、水などの液体、二酸化炭素や水蒸気といった気体が発生します。燃焼現象という酸素の介在する激しい反応を通じて、物質は炭や二酸化炭素、水蒸気といった物質に再構成されます。

　液体や気体はもともとの物質から離れてしまい、その分重さが軽くなりますが、反応に関わった物質の総量に変化はありません。

http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=162293

　で、熱や光といった発生したエネルギー分だけ、質量が減るのではないかと質問したことがあったのですが、そういうことはないみたいです。生物が活動するエネルギーも同じ原理で、時間をかけて、酵素やほかの生物的作用が介在して食べ物から取り出されます。

　冒頭の実験で燃焼ではなく、部屋の中で核分裂反応を起こせば、部屋全体の質量は減ると思いますが、放出したエネルギーの処理を間違えば半径２、３キロはすっとぶでしょう。

参考URL：

http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=162293

お礼

URL見に行ってきました。
書いてあったことは私には少し難解でしたが、質量保存の法則は
理解できました。

ありがとうございました。

回答No.7

DASS

＃３の補足を見て、ちょっと心配になって出てきました。

何も「『質量保存の法則』があるから、燃焼前後で重さが変わらない」のではありませんよ。
燃焼の前後でトータルの重さが変わらないという、自然現象(当たり前のこと)に名前を付けたのが、「質量保存の法則」なのです。

従って、「質量保存の法則」とは、実生活において、”使うもの”ではありません。
自然界では当然のことです。
「質量保存の法則」が"使える"のは、テストの時だけです(笑）。

同じく＃３の補足内では、大事なことに気が付かれたようなので少し安心していますが、化学反応とは、原子たちが”結合相手を変えただけ”なので、質量が変わらないのです。

化学は難しくありません。
なぜかというと、当たり前のことを言っているだけだからです。

元素や法則の名前などは暗記せざるをえませんが、原子１個ずつの動きや状態を考えれば、化学は理解しやすいと思います。

がんばってください。

お礼

法則が前提ではないということですね。
すこし難しいです．．．
もっと理解を深めないといけないのかもしれません。

アドバイスくださってありがとうございました。

回答No.6

motorbreath

補足です。
先程重くなると答えましたが密閉された空間（例えばビン）の中で燃焼すれば質量は保存されます。
密閉していないと燃焼したあとの方が重くなります。
結合する前の酸素も一緒に量れば質量保存の法則は成り立ちます。

ややこしくなり、ごめんなさい。

お礼

とんでもありません。
♯２のお礼を書いている間に、入れ違いに書いていただき、重複してしまいました。
お手数おかけして申し訳ありませんでした。

回答No.5

noname#4751

下記URLによると、燃焼してもそこで発生した二酸化炭素などをすべてあわせると同じです。
ただ燃やしただけでは二酸化炭素などが空気中に分散してしまうんで、残った酸化物だけ量っても軽いです。
ごめんなさい、文系なんでいっぱいいっぱいです。

参考URL：

http://www3.ocn.ne.jp/~mizukiyo/housoku/housoku.htm#酸化

お礼

教えてくださってありがとうございます。

URL見てきました！
とてもすばらしいです。
こんなサイトをずっとずっと探していました！！
身近な疑問やクイズもあって楽しそうです。
あとでもっとじっくり見させていただきます。

私が理科嫌いなのはいつも「なぜそうなるのか」がわからないからです。
ここのサイトはその疑問がわかりそうです。

本当にうれしいです。
ありがとうございました。

回答No.4

may-may-jp

そう、見かけにはずいぶん軽くなったように見えますねえ。しかし、「質量保存の法則」。じゃあ、残りの質量はどこにいってしまったのでしょうか？

そう、どこかにいってしまったのです！（^-^）
nanako33さんは、この残りの質量がどこに行ったと思われますか？

お礼

すいません。
♯３の回答を見てしまいましたので．．．
ＣとＯ2、ＨとＯ2ですね。
物質によってはほかにもあるのかもしれませんが。
ＣやＨが含まれていない鉄などの金属はすでに実験済みなので納得しました。

学校ではなぜか金属しか実験しないし、教科書にも木が燃える時もあてはまるのか
書いてなかったのでうーーんと悩んでしまったのです。
この法則に例外でもあるのかと思っていました。

時間をさいてくださってありがとうございました。

回答No.2

motorbreath

いえいえ、燃焼する前と後では質量は変化します。
燃焼というのは酸素と結合するということですから、結合する酸素のぶんだけ重くなるのです。
スチールウールは鉄だから燃焼後は酸化鉄となります。
また、木や紙などの有機物質は燃焼すると水と二酸化炭素を生成します。
この場合も、もし生成する水と二酸化炭素をとっておければ燃焼後のほうが重いはずです。
これは木や紙の中にある炭素と水素に酸素が結合して水と二酸化炭素になるので酸素の分だけ重くなるのです。

お礼

ごめんなさい。
私の説明不足でした。

たとえば集気びんの中などのある一定の中でモノを燃やした時の前後の様子で
びんの中の気体ごと重さを量るという設定の中での話です。

説明してくださってありがとうございました。

回答No.1

hardy50

昔々のことなので細かいところまで覚えていないなぁ

確かに燃えカスを見るとずいぶん軽くなっているように見えますけど、
燃えるときに発生する二酸化炭素、気化する水分などなど形を変えているものはたくさんあります。
そういったいろんなもの全てをひっくるめて質量が変わらないということです。

文系出身なものでこれが限界です。
理系の方、よろしくお願いいたします。

お礼

教科書に書いてあることはそのとおりなのですが、金属でしか実験しなかったのと木や紙なども同様なのか書いてなかったので
例外があるかと思ったのです。

ありがとうございました。