愛媛県総合科学博物館研究報告，

２，４５−４８，（１９９７）

燃焼実験の演示報告久松洋

二＊On the combustion demonstration
Yoji HISAMATSU
Combustion experiments for visitors were demonstrated at Ehime Pref. Science museum from June to September in
１
９９６．The substance of the demonstration is given in the report.

は じ め に愛媛県総合科学博物館では，夏休みをはさんだ６月初

表１ 「燃える実験ショー」について

旬から９月初旬まで，タイトル「燃える実験ショー」で

実 演 期 間実 演 回 数
総観覧者数
平均観覧者数
平 日 の み休 日 ＊の みサイエンスショーをおこなった．実験は燃焼と爆発に関するもので，見て楽しんでもらうことを目標に構成した．
「燃える」という日常的な化学現象にいかに意外性を与えるか，学校教育でもよく取り上げられる酸化反応以外

Ｈ８．
６．
２−Ｈ８．
９．
８２００回
９１３６人
４５．
７人／回
１２．
９人／回
５８．
４人／回

夏休み期間は全て休日として計数した．

＊

で観覧者に何をつかんでもらうか等，意外性の面で燃焼

実 験 内 容というテーマを扱う際には工夫が必要になる．本番組では，主に次の点で特徴づけた，観覧者が穏やかに燃えると信じているものを勢いよく燃やす，身近なものによっ「燃える実験ショー」というタイトルが示しているよて爆発を起こさせるなどで意外性を与える．炎の色や形， うに，実験では化学実験のなかでも燃焼や爆発を主題にその勢いを観察すること，空気の量の多少，空気と可燃している．主に行った実験は１０種，さらに観覧者の興味気体の混合比による現象の変化を強調することで「燃えに合わせて補助的な実験も行った．全ての実験を行うとる」現象を多面的に捉えた．

１
３種もの実験を行うことになった．１つの番組としてはほとんどの実験は簡単な装置で行われ，実験方法とそ実験数が多すぎる感を受けるが，テンポよく次々と実験の注意点さえ分かっていれば危険性も少ない実験である． をすることで，実験時間を１回２０分程度におさめること
しかし，いくら簡単な実験でも燃焼や爆発の勢いを増すは可能である．ただし，必要と感じたときは説明も行い，べく度を超した実験をすれば相当の危険をともなう．本現象を観察するとき重要になる言葉，例えば炎の色，大番組は夏休みに実施されたこともあって，多くの来館者

きさ，燃える速さ，勢い，音の有無，大小などは，全てに見てもらうことができた．実験後の質問も他の実験のの実験に欠かさず挿入した．

時よりも多かった．質問の多くは実験装置と方法に関するものであった．質問せずとも実験装置に興味を持ち，実験の再現を試みる方もいると思われる．実演側の立場

以下，各実験の内容とその注意点を順に解説する．

１ 導入（炎の観察）

身近な炎の観察として，ロウソクとアルコールランプとして，実験方法とともに注意点も覚えて帰ってほしい． の炎を紹介，同時に実験器具としてアルコールランプ自そのため実験中は，細かい実験器具の説明は避け，実験身を紹介．にともなう怪我の危険性と燃焼実験一般における火災の実際に使用したロウソクは，２m キャンドル芯を数注意を説明した．また，興味を持った人には，簡単な実回折り，８本に束ねた十分太い芯の１５ 程度のものを博験とその注意事項を説明した．

物館で製作した．



このロウソクは炎の高さが最大１５ にも達し，遠くの観覧者にも実験を見やすくする．また，補助実験の際に，濃密なロウの蒸気が採集でき，実験を簡単にする利点も＊愛媛県総合科学博物館 学芸課 科学技術研究科
Dept. of Science and Technology Ehime Pref. Science Museum

あった．ただし，炎の形が崩れる難点もあった．

２ マグネシウムの燃焼（炎の観察２）−４５−燃焼実験の演示報告３ 程に切ったマグネシウムリボンにアルコールランプで着火，マグネシウムの白い閃光を観察した．
３ 金たわしの燃焼（炎の観察３）

市販の金たわしを半分に切り，平たく広げ，２つの実験を行う．
・アルコールランプで着火し，炎を観察，マグネシウ
ムとの比較．
・炎に息を吹きかけ，火の勢いの違いを観察．

４ 脱脂綿の燃焼

脱脂綿を２枚用意する．１枚は広げたまま，もう１枚は固く丸める．補助（展示案内員）に丸めた脱脂綿を渡し，２種を同時にアルコールランプで着火，どちらが長く燃えるか観察する．

図２

粉体爆発の実験１．送風器には，ブロアーとガラス管をゴム管で連結したものを用意した．

５ ティッシュペーパー花火（図１）７ 粉体爆発２（図３）

半分に切ったティッシュペーパーを小さく折り込み，アクリル板の箱にアルコールランプ，蒸発皿に入った

着火，花火にはならないことを確認する．次に，図のよ

小麦粉を入れておき，ブロアーで空気を送り，火炎を観うな酸素液化装置に同じ大きさのティッシュペーパーを察する．

入れ，液体酸素をよく湿らす．酸素で湿ったティッシュペーパーを取り出し，着火し，勢いのある燃焼を観察す
る．また，別個ティッシュペーパーに鉄粉を少量包み込んでおいて，同時に着火し炎を観察する．

図３

粉体爆発の実験２．山盛りの小麦粉にガラス管をさし，火のついたアルコールランプとともにアクリル箱で覆い，送風器で小麦粉を空気とよく混ぜる．アクリル箱上部には排煙用の隙間をあけた．送風口はガラス管の端をＬ字型に曲げたものを廃パイプ等でつくった指示台に固定した．

８ アルコールの爆発（図４−ａ，ｂ）
３５０のジュース缶に着火用，排気用の穴を開けたものに，エチルアルコールを５程注入し，アルミホイルで蓋をして缶をよく振った後，着火する．爆音とともに

図１

丸めたティッシュペーパーを入れた試験管に，酸素を充填した風船を繋ぐ，試験管を液体窒素で冷やすことで酸素を液化させ，ティッシュペーパーに染み込ませる．

飛び出すアルミホイルを観察する．また，アルミホイルが飛び出す瞬間の炎の色について注意を促す．

６ 粉体爆発１（図２）５００のビーカーに少量の小麦粉，粉糖，クリープ，インスタントコーヒー，鉄粉を入れたものをそれぞれ用意する．送風器でビーカーに空気を送り込みながらライターで着火し，火炎を観察する．

（ａ）

（ｂ）

図４ （ａ）
スチール（アルミ）缶のタブを外し，下部に小さな穴をあける．
飛距離を押さえるため，タブの穴を少し広げる．
（ｂ）
ごく少量のエタノールを缶内でよく気化させ着火する．残留ア
ルコールの発火による火傷の危険性有，厚手の手袋かぬれ雑巾を使って缶を持つ．

−４６−

久

松洋

二９ ガス爆発（図−ｃ）
１１ 補助実験（ロウの蒸気の燃焼１）

アルコールの爆発実験と同様の缶にガスライターのガ芯を十分太くしたロウソクに着火し，芯に十分ロウがスを適量注入する．缶の外径に合わせた発射台を装着，染み込んだ後に消火すると，芯から白い煙が多量に発生缶を軽く振った後に着火する．飛び上がる缶を観察する． する．この煙にライターの火をかざすとロウソクの芯に缶は，ガスの量により３m 以上飛び上がることが出

火がうつる．実験をはじめる前に，火を芯に近づけるこ来るため，ライターの特性に合わせて予備実験を入念にとでロウソクを着火し，確認することで意識づけをして行い，ガスの制限を決めた．

おくと手品のように見える．

１２ 補助実験（ロウの蒸気の燃焼２）燃えているロウソクの芯にガラス注射筒の口を差し込
みピストンを引くと，ロウの蒸気を採取できる．この蒸気をロウソクの火に勢いよく吹き付けると，注射筒の火炎放射器にみえる．この火炎で蒸気が燃えていることを意識させる．

１３ 補助実験（ロウの蒸気の燃焼３）（ｃ）(c)ガス爆発で缶をロケットにして飛ばす．発射台は厚紙で缶の側面と底を覆うようにしてつくる．

８の爆発実験のアルコールの代わりに，注射筒で採取したロウの蒸気で行う．蒸気を缶に注入し，十分に缶を振って缶全体に蒸気を行き渡らせた後に着火すると，爆１０ ペットボトルロケット（図５）

発によってアルミホイルが缶から落ちる．爆音を伴うア円筒型のペットボトルの蓋に着火用の穴を開けたもの

ルコールの爆発実験と対比させると面白い．

を用意する．ペットボトルに３−５ 程のアルコールを安全対策と事故注入し，蓋をした後ペットボトルを十分に振る．破裂事
故防止用のアクリルカバーの中にボトルを置いて着火す
ると，爆音とともにペットボトルが水平方向に飛ぶ．飛夏休みの土曜日，日曜日は１回の観覧者が１００人を超んだペットボトルは，補助（展示案内員）に板で受けとえることが多い．当館の実験コーナーは，満席で４０人，めてもらう．

コーナー外周が立ち見で埋まって８０人収容できる．その爆発と同時にアルコールの炎を観察できるため，予め注意を促しておく．

ため１００人以上の観客では立ち見の列が幾重にもなり，さらに椅子と椅子の間の通路にまで及んでステージ手前ペットボトル内での爆発を行う際，お茶用などの四角まで広がるという事態に陥る．今回の実験においては，いボトルを使うと破裂することがあり危険であるため，これらの最前列の観客にも事故の無いよう十二分に気を丸形，特に炭酸系のものを使った．

使う必要があった．特に燃焼というテーマに則し，火炎受ける板は，キャップ形のクッション材をダンボールで挟んだものを使用した．

に関して以下のような対策を講じた．

１ 万一の火炎に備えて消火器以外に，水を張ったバケツと砂の入ったバケツを実演者の足下に備えた．

２ 実験は，ホーローのバットの上で行い，燃やしたものは２のガラス広口瓶に入れて，消火した．
３ 実験台には水に漏らした雑巾を用意しておき，火の粉の消火や缶内部の火の消火に使用した．

４ 実験中，火の粉が可燃物に飛び火した際の火炎を予防するため，燃やすものは１つずつ金属ケースに収納（ａ）し，実験ごとに取り出すようにした．
爆発実験に際し，次のような対策を講じた．

５ ガス爆発の実験で，缶が客席の方に飛び出さないよ
うに，噴射口を広く開け飛距離が出ないようにした．

６ ペットボトルロケットで，ボトルの破裂を防ぐため注入するアルコール量を制限した．また，使用ボトル（ｂ）
図５ （ａ）
３m 厚のアクリル板を曲げ器でコの字に折ったペットボトル
破裂防護壁の中にボトルを設置する．
（ｂ）
アクリル壁は３連にし，飛び出したボトルはクッション材入りダンボールで受けとめた．

−４
７−

は炭酸系の円筒ボトルを極力使った．さらにボトルのまわりはアクリル板で覆い，射出ボトルは補助によってクッション材入り段ボールで受けとめられた．

燃焼実験の演示報告これら主だった安全対策以外に，学芸員及び案内員に安全について十分お願いした．幸いにして火炎事故は無く，来館者に危害を加えたことも一切無かった．職員に関しては，実演者と補助に火傷が１件ずつ報告された．
転倒事故も１件報告されたが，怪我人もなく大事には至らなかった．

実演回数と観覧者について
本番組は夏休み期間を挟んで行われたこともあって，かなり多くの人に見てもらえた．表２にまとめる．ただし，夏休み期間は全て休日とし，集計の際は観覧時間を考慮していない．
本番組の平均の観覧者数は４５．
７人，この結果は，立ち見が出るほどの満席状態を表し，当館の実験コーナーの収容力に対して本番組がいかに多くの方に観ていただいたかが窺える．平日（夏休み期間中は全て休日とした）の平均観覧者数１２．
９人は，通常期の平均から見て多い．
表２ 月別集計表
月 日数（日） 実演回数（回） 観覧者数（人） 平均
（人／回）
６２５４
９８９６
１８．
３７２６５８２
１６６３
７．
３８２
７８０５
４
４０６８．
０
９７
１３６
３
４４８．
８

参考文献
小野昌弘（１９９４）：大阪市立科学館研究報告，４，１０３‐
１０７
日本化学会論（１９８６）：新版 化学を楽しくする５分間，
１７０‐
１７１
小泉憲司（１９９５）： ９５青少年のための科学の祭典福岡
大会実験解説集，４７−４８−