〈県学生科学賞・県知事賞〉〈日本学生科学賞・科学技術振興機構賞〉
灰はなぜ火を誘うことができるのだろうか～火を誘う灰の成分を探る～
１

研究の背景

ア

墨・水・灰を習字半紙に付けて燃やす

誤って灰をこぼしたので、墨が付いた習字半紙で拭き取った。それを火の中に入れると、通常の紙の燃え方とは異なり、まるで道筋があるかのように燃え広がっていくように見えた。
これは目の錯覚だったのか。それとも、本当に火を誘う成分というのがあるものなのかを明らかにしたいと思った。
使用した灰は自宅の火鉢のもの。はっきりした２

目的

規則性があり、３回で実験を打ち切った。
灰だけが火を誘うことができ、墨や水はそれと灰の中に火を誘う成分があることを、実験の早は関係がなかった。

い段階で知った 。そこで 、本格的な実験の目的を 、次の３点に絞って取り組んだ。

イ

紙の種類を変えて燃やす( 1 ) 火を誘うのは灰だけなのか。
( 2 ) どのような灰がより強力に火を誘うのか。
( 3 ) 火を誘う力を持つ成分は何なのか。

３

考察・方法
表面「ざらざら」は規則性があり、３回で実験先の３点を明らかにするため、実験計画を練った。目的で書いた項目に対応させて記す。以下も同じ要領で示す。

を打ち切った。表面「なめらか」は規則性がはっきりしないので、６回の実験を行った。
ざらざらした紙はよく火を誘うが、なめらかな紙はいろいろだった。

( 1 ) 墨・水・灰のそれぞれを紙に付けて、線香で火をつけ燃え方を観察し、火を誘う道筋を（２）どのような灰がより強力に火を誘うのか作った物を明らかにする。
( 2 ) 火を誘ういろいろな物を用意して、誘う強さの違いを確かめる。

ア

新しい灰・古い灰を習字半紙に付けて燃やす( 3 ) 火を誘う成分を実験や文献で追求する。

４

研究の結果
新しい灰は祖母の実家のもの。古い灰は自宅の（１）火を誘うのは灰だけなのかもの。はっきりした規則性があり、３回で実験を打ち切った。

（３）火を誘う力を持つ成分は何なのか新しい灰・古い灰、どちらも同じように火を誘うことができた。

ア

灰の成分を文献で調べたり、施設で尋ねたりするイ

灰に熱・二酸化マンガン・塩酸を加えて気体発生を確かめる

使用した灰は自宅の火鉢のもの。はっきりした
規則性があり、３回で実験を打ち切った。
灰に塩酸を加えると、二酸化炭素が発生した。
結局、灰の中の酸素は見つけられなかったが、二酸化炭素を見つけることができた。

植 物 系 の 灰 は 「 土 砂 」「 石 灰 」 が 多 く 、「 カ リウム 」「リン酸」も混じっていた。施設の方は、「 カリウムとリン酸が影響しているのではないか 」

ウ

灰をうわずみ液と固形物とに分離し、それぞれを習字半紙に付けて燃やすと話してくださった。
「カリウム 」「リン酸」あたりに焦点を絞るとよいのかも知れないと思った。
イ

灰以外のものを習字半紙に付けて燃やす

うわずみ液は規則性があり、３回で実験を打ち切った。固形物は規則性がはっきりしないので、６回の実験を行った。
灰のうわずみ液は始めからよく火を誘ったが、固形物はろ過を確実に行うと、それができなくなった。
エ灰の種類を変えて燃やす
かぜ薬・除草剤・砂糖・食用油は規則性があり、３回で実験を打ち切った。せっけん・夏みかん・りんご・バナナ・コーヒーは規則性がはっきりしないので、６回の実験を行った。
せっけん・バナナ・コーヒーはよく火を誘うことができた。
使用したせっけんの成分

植物系の灰・動物系の灰は、水に溶かして筆で界面活性剤（２５％、直鎖アルキルベンゼンス

文字を書いた。しかし、動物系の灰は乾くとぼろルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルぼろ落ちる傾向にあった。金属系の灰はそれがでキルエーテル ）、水軟化剤（ アルミノけい酸塩 ）、きないので、紙に塗り付けるようにした。

ア ル カ リ 剤 （ 炭 酸 塩 ）、 工 程 剤 （ 硫 酸 塩 ）、 分

植物系の灰はよく火を誘ったが、動物系と金属系の灰はそれができなかった。

散剤、蛍光増白剤、酵素植物の成分は動物の成分に比べ 、「 ナトリウム 」が２倍 、「カリウム」が７ . ５倍になっている。
植物系の灰が火を誘うので、この資料からも火を誘う成分が「ナトリウム 」「カリウム」と考えることができる。

兄から「燃えるものの成分は炎色反応で分かる
せっけんの成分や食品成分表を照らし合わせて考えると、火を誘うものは「ナトリウム 」「カリウム」の量が比較的多いように思われる。
火 を 誘 う 成 分 は 、「 ナ ト リ ウ ム 」「 カ リ ウ ム 」だろう」と聞いた。
実験をしてみると、木炭・せっけん・バナナ・
コ ー ヒ ー を 焼 い た も の は 、「 ナ ト リ ウ ム 」「 カ リウム」の炎色反応が出た。

が関係しているのではないかと考えるようになった。

エ「炭酸ナトリウム 」「炭酸カリウム」の試薬で火を誘うか確かめる

ウ

火を誘ったものを焼き、それを習字半紙に付けて燃やす

兄から「 ナトリウム 」「 カリウム 」は燃えると 、使用した灰は、木炭・せっけん・バナナ・コー「炭酸ナトリウム 」「炭酸カリウム」になりやす

ヒーを焼いたもの。はっきりした規則性があり、いと聞いた。そこで、近所の薬局に相談し、試薬３回で実験を打ち切った。

を買って確かめた。

成分表と照らし合わせて考えると、灰には「ナ「 炭酸ナトリウム 」「 炭酸カリウム 」単独でも 、トリウム 」「カリウム」が含まれ、それが火を誘混合でもよく火を誘った。これで、火を誘う成分っていると考えて、ほぼ間違いないだろうと思うが「炭酸ナトリウム 」「炭酸カリウム」であるこようになった。とがはっきりした。

ことができた。
５結論（１）火を誘うことができるのは、灰の中にある成分が関係する。
（２）火を誘う成分は 、「経年変化をしない 」「水に溶ける 」「植物系の灰に含まれ、動物系や金属系の灰には含まれない 」。
（３）火を誘うことができるのは 、「炭酸ナトリウム 」「炭酸カリウム」の力。また、灰以外に 「 せ っ け ん 」「 バ ナ ナ 」「 コ ー ヒ ー 」 も ナ
トリウムやカリウムを多く含み、火を誘うことができる。
６

反省、次への課題（ １ ）「 炭 酸 ナ ト リ ウ ム 」「 炭 酸 カ リ ウ ム 」 が 火を誘った時、探し求めてきたものがようやく見つかったと思い、本当にうれしかった。
（２）習字半紙の燃え方から、今回の研究を始めたが、このようにちょっとしたことからも課題を発見する目を持ち続けたい。
「灰」参考文献（３）興味・関心の研究だけにとどまらないで、燃焼がおわったあとに残る粉末状の物質。一

世の中のためになる研究ができるようにした

まき

般には、薪や木炭などの燃えたあとに残る木灰い。また、常に世の中のために行動できる人をさす。木炭など陸上植物の灰は炭酸カリウムになりたい。

を多く含み、カリ肥料としても用いられる。ま参

た、海の植物の灰などは炭酸ナトリウムを多く
あ考

文献

・古岡秀人：発行人

く含む。いずれも、水で浸出した液（灰汁）は加水分解のためアルカリ性を示す。
このほか、空気中で熱せられた金属が燃焼して粉末状になったものも灰とよばれる。たとえ「 中学の科学 」（ 学習研究社 ）・相賀徹夫：編集兼発行者「 日本百科大事典 」（ 小学館 ）
・科学技術庁資源調査会：編

すず

ば、錫を空気中で強熱すれば燃えて粉末状の酸「 新食品成分表 」（ 一橋出版 ）化錫となり、水銀を熱すれば赤色粉末状の酸化水銀になるが 、それらは金属の灰とも言われる 。
なお、空気中で熱せられた金属が灰になる現象

あとがき

ぼくには二人の兄がいて、二人は夏休みになるかいかを灰化という。
「日本百科大事典 」（小学館）よりと「理科の自由研究」に取り組んでいました。小さい時はそれを見ているだけでしたが、小学１年生からはこの仲間に入れてもらいました。

植物の灰の大部分は「炭酸ナトリウム 」「炭酸カリウム」が占めている。
この２つの成分が火を誘っているのだから、植物系の灰は火をよく誘うはずだと、改めて感じる

いつの間にか９年間が過ぎ、ぼくにとっても、家族にとっても 、一応の区切りの年となりました 。
今回、取り組んだ自由研究が、区切りの年にふさわしい内容になったことに満足しています。