酸化と引火（燃焼）

質問

NHK高校講座　化学のアルコールとエーテルで
ジメチルエーテルは真ん中にOがあります。ジメチルエーテルは、-OHがないので、水に溶けず、　酸化もされません。
と説明があって、
エーテルの性質を調べてみましたの実験では、
ジエチルエーテルは、とても引火しやすい、
となったのですが、
燃えるというこては、酸化することと思い込んでいたのですが、酸化と引火（燃焼）とは別々の現象なんでしょうか？

回答No.8

htms42 · ベストアンサー

＞＞酸化のうち、光や熱を出して反応が進むことを燃焼といいます。
と簡単には断言できません。
この言明中、
「光や熱を出して反応が進むことを燃焼という」
これは「定義」ですが、それが酸化反応だけを指すのかと言われると、「ちょっと待った」と言いたくなります。

私も「ちょっと待った」と言いたくなりました。
文章の頭にあった「酸化のうち」という言葉を取ってしまって自分流の別の「定義」を作っておられます。そしてその「定義」に当てはまるのは「酸化反応だけではない」としておられるのです。
２つの定義は同じではありません。
ｄｏｃ　ｓｕｎｄａｙ様の定義はどこでも見ることのない定義です。

＃２様の定義は消防法でよく使われているものです。「光や熱を伴う酸化反応を燃焼と言う」となっている場合も有ります。防火管理とか危険物取扱とかの資格講習で出てきます。専門家から見れば穴があるかもしれません。火災を想定しています。酸化・還元反応一般を対象にする必要はないのです。テキストの中で「エーテルは酸化されにくい」、「エーテルは燃えやすい」の両方を取り上げて説明しなければいけないのであれば収集がつかなくなります。対象とする反応を抜き出すための工夫だろうと思います。

Ｎａは消防法の危険物に指定されています。
Ｎａは水と直接反応します。酸化還元反応が起こります。この反応では熱は出ますが火は出ません。でも反応するＮａの量が多いと爆発します。火花や炎も観測されます。反応で生じた水素が燃えたり、飛び散ったＮａが空気中で燃えたりします。爆発は起こらないでＮａが燃えるという反応も可能です。Ｎａを水の中に入れるといくつかの反応が一緒に起こるのです。
Ｎａと水の反応は燃焼ではありませんが反応で生じた熱が周囲にある物質の燃焼を引き起こしている事になります。

＞一方水中に金属ナトリウムを浸す。なんて言うのが燃焼かといわれるとかなり困ります

誰も「燃焼である」とは言っていませんので「困ること」ではありません。

Ｎａと水の反応はたいていの高等学校でやっている実験です。「生じた気体が水素である」、「反応後の溶液がアルカリ性になっている」ということを確めるのが主な内容です。この実験で「Ｎａが燃えた」という表現を使っている高校の教師はいないはずです。生じた水素が燃えたとは言います。水との反応の反応熱を利用してＮａを発火させる実験もやります。Ｎａは空気中で燃えるのです。相手は酸素です。

回答No.9

noname#160321

＃５、＃７です。ＮＨＫから、返答を受けて取りましたので、以下に転載します。
------------------ここから------------------------
高校講座をご覧いただき、ありがとうございます。
高校講座化学で取り上げました、ジメチルエーテルの水溶性に関する内容ですが、
担当講師に確認しましたところ、ご指摘の通り、水に溶けることが判明しました。
高校で扱うエーテル類が、一般に水に溶けにくいことからの、確認ミスであります。
ご指摘、大変ありがとうございました。
講座番組として、このような間違った内容を放送しましたこと、まことに申し訳
ございません。
深く反省し、今後いっそうの努力をもって、ミスのないようにいたします。
本番組は長期にわたって再放送がありますので、誤りの部分につきましては、すみ
やかに、正しい内容に修正いたす所存です。
これからも高校講座をご覧いただき、ご教示をいただきますようお願いいたします。
--------------------ここまで-------------
拝

お礼

ありがとうございます。
ただ、エーテルは燃える。
つまり、　酸化されるについて疑問が残ります。
ということで、本屋さんで、高校生向けの化学の参考書を立ち読みしてきました。
ほとんどの参考書は、燃焼は酸化されることですが、化学では燃焼は酸化には
含まれません。と書かれていて、化学の世界では、燃焼と酸化は別のものとして扱うようです。
（何か理由はあるのでしょうが、その理由はかかれてませんでした、高校生は悩まないんですかね？）
ご回答やアドバイスをくれた方に感謝して、この件については閉めさせていただきます。
ありがとうございました。

回答No.7

noname#160321

＃５です
>燃焼するということは、酸化されるということ、というのは正しいでしょうか？
>（燃焼は酸化の一形態にすぎない）
これは結構科学屋にとっても哲学的な問いなので安易に肯定できないところがあるのです。
燃焼は＃2のお答えにあるように、
>酸化のうち、光や熱を出して反応が進むことを燃焼といいます。
と簡単には断言できません。
この言明中、
「光や熱を出して反応が進むことを燃焼という」
これは「定義」ですが、それが酸化反応だけを指すのかと言われると、「ちょっと待った」と言いたくなります。
例えば、水素の中で酸素を「燃やす」、塩素の中で水素を燃やす。
これらは酸化反応です。
一方水中に金属ナトリウムを浸す。なんて言うのが燃焼かといわれるとかなり困ります。一応ナトリウムは水で酸化されますが、水素を発生するのも酸化のうちか…？？？
結局言い逃れになりますが、
「酸化のうち、光や熱を出して反応が進むことを燃焼的酸化という」
になってしまいます。
それなら元のままの方が余程すっきりしています。
「酸化のうち、光や熱を出して反応が進むことを燃焼という」
しかし、
「燃焼は酸化だけには限られない」
と言っておきましょう。
>ジメチルエーテル、ジエチルエーテルは、酸化する？
日本語の問題ですが、これは「酸化される」が正しいです。
そして酸素で酸化される場合、最初に起きる反応はエーテル酸素の隣の炭素からの水素の引き抜きでラジカルが生ずる反応です。
次いでこのラジカルに分子状酸素が付加してエーテルのペルオキシラジカルができます。このペルオキシラジカルがどこからか水素を引き抜いて、エーテルのペルオキシドを作ります。こいつが時々爆発するので、古いエーテルは蒸留してはいけない、と大学では教わります。
長々と、内容のない事を述べましたが、エーテルは酸化されますし、燃焼も起きます。

お礼

燃焼を燃えるー＞酸化していると単純に思っていたのですが、
「光や熱を出して反応が進むことを燃焼という」
というのが定義なんですね。
大変勉強になりました。
化学　ちょっと　面白そうです、少し興味がわきました。
（難しいことが多いでしょうけど）
ありがとうございました。

回答No.6

htms42

＃４です。
＞最後の2行は忘れてください。

この文章のことでしょうか。
＞ちなみにエタノールは、ヒドロキシ基 -OHを持つので、酸化されやすいといっています。（Hを奪われる）

別に間違ってはいません。
エタノールが酸化されるときはＯＨのついている炭素のところで変化します。ＯＨがあることで反応の取っ掛かりが出来たということになります。水に溶けやすいのもこのＯＨの働きです。

燃えるときは全体が変化しますが小刻みの変化ではＯＨのついている付近でだけの変化が起こるのです。

回答No.5

noname#160321

>​http://www.nhk.or.jp/kokokoza/tv/kagaku/archive/resume033.html
は間違いなんでしょうか？
はっきり言って間違いです。＃３のかたもご指摘のようにエタノールの異性体として知りもしないジメチルエーテルを持って来たのが致命的です。
なお私は国家プロジェクトでジメチルエーテルの燃料化に取り組んできましたので、信じて下さって構いません。
ＮＨＫには訂正するように連絡しておきます。

お礼

ありがとうございます。
もう1度だけ確認させてください。

燃焼するということは、酸化されるということ、というのは正しいでしょうか？
（燃焼は酸化の一形態にすぎない）

その意味では、ジメチルエーテル、ジエチルエーテルは、酸化する？

回答No.4

htms42

疑問を持つのはもっともだと思います。
燃焼は代表的な酸化反応です。

燃焼と酸化とは別の現象だと言ってしまえば質問者様は困ってしまうでしょう。

こういうことこそ専門の方にうまく説明してほしいと思うのですが。
（ちょっと私では力不足です。）

酸化・還元反応には種類がたくさんあります。
燃えるのも、錆びるのも酸化・還元反応です。
酸化銅とエタノールの反応も酸化・還元反応です。
エタノールは酸化されています。アセトアルデヒドになっています。
エタノールが燃えればこういう段階を飛ばしてしまってぐしゃぐしゃにいろんなものが混じっている状態にまで行ってしまいます。二酸化炭素と水になるというのはその最終段階です。完全燃焼という言葉で表現しています。出発点のエタノールから最後の二酸化炭素と水との間までの変化の途中にあると考えられる物質を意図的に作り出すことは燃焼という反応では無理でしょう。
ちょっとずつ変化させて欲しいものを作っていくような変化といきなりスクラップにしてしまうような変化です。
反応によって出てくる熱を利用したい時と反応によってできる物質を利用したい時があります。
少し変わるだけでいいのになかなか変わってくれない、変わるときはいきなりぐしゃぐしゃに壊れてしまうような大きな変化をする物質は熱を取り出す以外に使い道がないということになります。
メタンやプロパンは小刻みの反応には向いていないのです。構造がすっきりしすぎています。燃やして熱を取り出すところに利用しています。どこかに変化の取っ掛かりが必要です。それが官能基です。２重結合があるとかないとかでもだいぶ異なります。

炭素と水素を含む物質は全て酸素と反応すれば燃えると考えていいでしょう。でも物質を合成する材料にするということで言うと向き、不向きがあります。

酸化されやすいとか、されにくいというのはこういう小刻みの変化の起こりやすさについて言っていることです。

お礼

ありがとうございます。
化学は専門じゃないんだけど、夜中にふとテレビをつけてみると、
http://www.nhk.or.jp/kokokoza/tv/kagaku/archive/resume033.html
をやってたので、へーと見ていて、ふと疑問におもったので。
で、よく見ると、前者はジメチルエーテルで、後者はジエチルエーテル
だったんですね、でもジエチルエーテルも、示性式は C2H5OC2H5なので、
この説明だと、酸化されにくいんでしょうか。
ちなみにエタノールは、ヒドロキシ基 -OHを持つので、酸化されやすいといっています。（Hを奪われる）

補足

読めてませんでした。最後の2行は忘れてください。
大変失礼しました。

回答No.3

noname#160321

＃2のお答え通り、
>ジメチルエーテルは、…酸化もされません。
は誤り。
気になるのが、
>ジメチルエーテルは、…水に溶けず
これ、間違い。ジメチルエーテルと水は自由な割合で混ざります。ジエチルエーテルの間違いでしょう。それにジエチルエーテルも結構水に溶ける。英文wikiによると水100mLに6.9gも溶ける。
>酸化と引火（燃焼）とは別々の現象
これも＃2のお答え通り。

お礼

ありがとうございます。
http://www.nhk.or.jp/kokokoza/tv/kagaku/archive/resume033.html
は間違いなんでしょうか？

回答No.2

ORUKA1951

それは読解力が足りないの一言ですね。
まず、酸化反応、還元反応という別物ではなく、酸化還元反応だということ。酸化と還元は必ずペアで起きる化学変化です。
　熱した銅線は空気中で酸化されて、それをアルコールの蒸気中に入れるとアルコールが酸化され、酸化銅が還元されます。エーテル蒸気ではこの反応は起きません。
　なぜなら、この場合、アルコールは酸化されてアルデヒドになりますね。ところがエーテル結合は酸化されない（還元性がない）
★酸化されない、されるは、あいてがあってのものだね。

　あくまで相手があってのことです。このアルコールとエーテルの違いは、将来、還元糖--同じ炭水化物の糖なのにブドウ糖と果糖が違うのはなぜかなど、重要な部分ですからしっかり理解しておきましょう。

「エーテルが酸化されない」という部分だけとって、燃えるじゃないかというのは間違いです。実際アルコールよりエーテルの方が空気中では（相手が酸素のときは）燃えやすい。

酸化のうち、光や熱を出して反応が進むことを燃焼といいます。

お礼

ありがとうございます。
化学は専門じゃないんだけど、夜中にふとテレビをつけてみると、
​http://www.nhk.or.jp/kokokoza/tv/kagaku/archive/resume033.html​
をやってたので、へーと見ていて、ふと疑問におもったので
ということは、
酸化には、「Oと化合する」、「Hを奪われる」、「電子を失う」の3つがある。
の「Hを奪われる」の酸化は行われないが、「Oと化合する」の酸化がおこる
てことでしょうか？

回答No.1

SilverThaw

具体的な定義となると曖昧な部分がありますが、「酸化」は「燃焼」の一種です。
ある物質が酸素と結合することが「酸化」です。
その中でも激しく熱や光を発生させるものを「燃焼」というようです。

お礼

アドバイスありがとうございます。
ですが、
「酸化」は「燃焼」の一種でなく、
やはり　燃焼は酸化の1形態なんだと思います。
酸化には、燃焼のように熱や光を出すものもあれば、
鉄が空気中の酸素とゆっくりと結合して錆びていくようなものもある。
が正しい気がします。