燃焼

質問

＞ガソリンの引火点は、－４３℃以下で灯油は４０～６０℃。
この温度以上になると、火を近づけたり静電気等で火花が飛ぶだけで、蒸気に火がつきます。

つまり、火の熱で発火点に達したから燃えたのでしょうか？

回答No.4

htms42 · ベストアンサー

燃焼の開始と継続にはラジカルが関係しているというのは確かだろうと思います。
でもそうだからと言って質問者様の考えたことが間違っているということにはなりません。

電気火花を使って着火できたとしたら火花が可燃性ガスの分子をラジカルに変えているのです。
そういうエネルギーをごく少数の分子に与えているのです。全体を暖める必要はありません。一部で生じた反応によって生じた反応熱が次の反応が起こるための加熱用のエネルギーに使われることになります。従って最初に起こった反応を継続させるためにはある程度のガスの濃度が必要になります。そうでなければ立ち消え状態になります。引火点は反応が持続するために必要なガス濃度を実現させるために必要な温度です。温度を上げてやれば蒸発が盛んになりますのでどこかで反応継続に必要な濃度に達することになります。
ビーカーに灯油を入れてガス点火器の炎を近づけてみます。火は付きません。でもよく見ると炎が少し明るくなっていることが分かります。これはフィラメント式の点火器を使うともっとはっきりします。フィラメントの周辺がはっきりと明るくなっています。そこでは燃えているのです。でも全体に広がるということが起こらないのです。だから点火器を取り去ると元の何も起こっていない状態に戻ります。
「燃える」という言葉に２つの意味があることになります。化学反応式で示されているような反応が起こるということとその反応が持続的に起こる、火種を取り去っても反応が継続するということです。引火点、発火点という温度はどちらも反応が継続して起こっていることを燃焼と言っている立場の言葉です。消防法で火事の原因になるような物質を扱っている時の言葉なんですから当然です。
引火という現象には外部の点火源（熱源）を用いて局部的にエネルギーの大きい状態を作り出すことと、それによって起こった反応が全体に広まって持続するということの２つの内容が含まれています。引火点は反応持続の為に必要な蒸気密度を実現するために必要な温度のことですから別にまた熱源があることになります。２つの熱源の役割が異なっていますので混同しないようにする必要があります。

発火はある程度まとまった量のガスの温度をあげることで高温の点火源を用いなくても燃焼が始まるというものです。発火の起こる最低温度が発火点です。
（発火点をきちんと測定するのは難しいようです。でも発火という現象を見るだけであればそう難しいことではありません。フライパンをゆるく加熱して行きます。フライパンの中央に油を一滴落します。フライパンの温度が高いと火が付きます。温度が低いと火は付きません。その温度で蒸発した油の蒸気が燃えはじめることになります。３００℃ぐらいというのはフライパンが熱くなっているのが目では分からない温度です。フライパンを赤熱していなくても火が付くのです。）

燃焼開始にはラジカルが必要であるというのであれば発火点以上になれば燃焼開始に必要な分だけのラジカルは生じているのです。だから発火点が低い物質というのはラジカルが生じやすい物質だという事になります。

＞火の熱で発火点に達したから燃えたのでしょうか？

これはある意味で正しいということになります。
点火源の役割というのは燃料ガスの温度を上げてラジカルを生じさせ、反応を開始させることだという事です。でも「燃える」ためにはガスの濃度についての条件も必要であるということが抜けていますので不十分な文章であるということになります。

ガソリンと灯油を比べると引火点はガソリンの方が低いですが発火点は灯油の方が低いです。
引火点は蒸気濃度が燃焼に必要な濃度（燃焼範囲、燃焼限界という言葉で票になっています）になっているかどうかですから分子量の小さな蒸発の起こりやすいガソリンの方が低いのです。
発火点はラジカルの生じやすさで決まります。ラジカルは不安定な電子配置のある、分子の断片のようなものです。短い分子よりも細長い分子の方が千切れやすいと考えられますから分子量の大きい灯油の方が発火点が低いのです。分子量があまり変わらない時には枝の多い構造の方が細長い程度は小さくなります。炭素数が同じであっても枝が多くなると発火点は高くなります。
ガソリンエンジンでは電気スパークで着火させます。圧縮だけで発火してしまうと困ります。燃料の発火点は高い方がいいです。ジーゼルエンジンでは電気スパークは使いません。圧縮だけで温度を上げて着火させます。燃料の発火点は低い方がいいです。

回答No.3

cat-food

＞つまり、火の熱で発火点に達したから燃えたのでしょうか？

違います。燃焼はラジカル反応によって起こります。火を近づけることによって火のラジカルがガソリンや灯油の蒸気に移って燃焼が始まります。ガソリン蒸気は静電気でも着火しますが、一瞬の静電気でガソリンの発火点（300度くらい）まで上昇するとは思えませんよね。

回答No.2

rnakamra

違います。

これは間違えてはいけないのですが、"発火点"と"引火点"は異なります。
その温度で燃えだす温度は"発火点"です。これは周りの条件次第(発火物と酸素との混合比や発火物の状態など)で異なる温度です。

引火点は、もっとも発火しやすい条件にさらされた時(適度に酸素と混合し、発火物の蒸気が存在するような場合)に炎や火花、放電などが起こされ強制的に励起されると発火する最低の温度です。

炎の中は一種のプラズマ状態であり、炎にさらされると物体は励起し活性化します。そのため発火点以下の温度でも燃焼できるようになってしまうのです。

もちろん燃焼が継続するためには可燃物が発火点以上の温度を保つ必要があります。

回答No.1

Willyt

>つまり、火の熱で発火点に達したから燃えたのでしょうか？

そのとおりです。

お礼

反論されてますけど、、、、。

相手方の意見を要約すると、

火をつけた部分が発火点に達していなくても引火点以上であれば燃焼する。

つまり、引火点以上であればそれ以上の温度上昇は必要ない。

換言すれば、火の温度が仮に発火点以下でも灯油が引火点以上であれば火がつき、つまりそのときに部分的にも発火点を超えている部分はない。