小学6年生の理科の問題でろうそくの火が消えた後酸素が減って、二酸化炭素が増える...

prettycurestarさん

小学6年生の理科の問題でろうそくの火が消えた後酸素が減って、二酸化炭素が増えると言うものがありました。子供に酸素って何？二酸化炭素って何？と聞かれ二酸化炭素については説明ができまし

たが、酸素は上手く説明ができません。

小学6年生に酸素をどういうふうに説明したら良いか、どなたかお知恵を貸してください。

お願いします。

ベストアンサーに選ばれた回答

milky_way0088さん

「酸素って何？二酸化炭素って何？」というような物質の説明を小学6年生に理解させることは非常に難しいです。

そこで問題にあった、ろうそくの燃焼実験に関して、酸素と燃焼について書き、酸素とはどのような物質で、二酸化炭素がどのようにして増えたかを書きます。

ろうそくの燃焼実験は、酸素の性質（特性）を示している実験です。

「ろうそくの火が消えた後酸素が減って、二酸化炭素が増える」この文で疑問が2つでます。

減った酸素は、どこに行ったのでしょう。

二酸化炭素は、どこから、どうやって増えたのでしょう。

これは酸素の特性である、他の元素と結合しやすい性質に答えがあります。

酸化という言葉を聞いたことがあると思います。よく目にするのが酸化鉄つまり、さびです。酸素は身近に大量にあります。普通知られているのは、空気中に2割程あることですが、地球表面の地殻には、質量で5割近くの酸素があり石などを構成するケイ素よりも多く、質量では1番です。これは酸素が酸化という、他の物質と結合した状態で存在しているからです。

この酸素の特性を知る簡単な実験方法の１つとして、ろうそくの燃焼実験があります。

ろうそくの燃焼は、主に炭素と水素からできたロウ（パラフィン）が、炎の中でさらに加熱されることによって炭素と水素に分解されます。炎のまわりから空気（酸素）が入り込んできて、酸素との反応（酸化反応）が起こり、ろうそくが燃えています。

このとき酸素との反応（酸化）によって、酸素と炭素が結びついて二酸化炭素ができ、酸素が減って、二酸化炭素が増える現象が起きていたのです。

また、同時に酸素と水素が結びついて、水蒸気もできています。

では、ビンの中に酸素はまだあるのに、なぜロウソクは消えたのでしょう。

ビンの中でロウソクを燃やすと、酸素が消費されて酸素の濃度が低くなっていきます。酸素の濃度が低くなると、ロウの燃焼速度が遅くなるため、発熱量が小さくなります。そうすると、炎の温度を維持できなくなり、火が消えるのです。空気中でロウソクが燃えるには、12～17％以上の酸素が必要だとされています。

燃焼に必要な3つの条件のうち、どれか一つを取り去れば、火を消すことができます。

①燃えるもの

②充分な酸素の供給

③発火点以上の高い温度

この場合は、②条件を満たさないので、ろうそくは消えました。

以上のように、ろうそくのロウが熱分解するとき、ロウ（パラフィン）は水素原子を引き抜かれて、すす（炭素）ができます。すす（炭素）は高温状態になると熱放射がおき外側に拡散し、最後に酸素と反応（結合）し、二酸化炭素を作りながら（水素は酸素と反応して水蒸気を作りながら）ろうそくは燃えています。

そのため、集気ビンの中のような閉ざされた状態でろうそくを燃やすと、ろうそくのロウとビンの中の酸素は、酸素とロウの成分の炭素と結合して二酸化炭素を作り、その量を増やし、逆に酸素は反応（酸化）により量を減らしたので、空気中でロウソクが燃えるのに必要な、酸素の供給が得られなくなり、ろうそくは消えました。

これは人間の体の中で起きていることも同じです。エネルギーとなる砂糖の構成は炭素72水素11酸素88です。ここで（水素+酸素）99は水と同じ比率で存在しています。つまり炭素72と水99が存在し、人は呼吸により、酸素を吸って、体内で炭素と酸素が結合し熱（エネルギー）を発生させ、二酸化炭素を吐いています。

これについては「ろうそくの科学」という、マイケル・ファラデーが1861年に出した本に書かれています。現在も文庫本として発売されていると思いますが、150年以上前の内容なので理解しにくい点があると思います。