| 99.3.22.掲載 | '95年～実施 | 化学＋物理・熱 |
| No．7 | 綿火薬温度計 | |
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| 綿火薬とは 硝化綿とも呼ばれます。手品で、紙がススも煙も出さずに一瞬にして燃え尽きる、あれです。実体は「ニトロセルロース」です。紙や綿の繊維「セルロース」を材料に化学変化によって作ります。 右の写真の左は普通の脱脂綿、右は脱脂綿から作った綿火薬です。見た目で区別はつきません。 |
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綿火薬の作り方
①ビーカーで濃硝酸と濃硫酸を1：３の体積比で混合して混酸を作る。発熱するので流水などで冷却する。
②脱脂綿を混酸に沈めて、放置する。
③脱脂綿を取り出して、水道水で十分に水洗いをし、乾燥する。
おまけ情報
★混酸の温度が上がると、二酸化窒素を出て脱脂綿が溶けてしまいます。
★最低１時間は混酸に浸けるようにしています。１日、２日置いても大丈夫。
★試験管乾燥機やドライヤーで乾燥させようとすると、発火してしまいます。自然乾燥が一番です。
テスト
★ひとつまみ取り、火をつけると、一瞬で燃え尽き、固形物は何も残りません。乾燥が不充分だと、燃焼に時間がかかったり、ススなどの燃え残りが生じます。
★燃えるとき、硝酸臭があったり、茶色の気体が出るようなら、水洗いが不充分です。
自己反応性と発火点
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綿火薬（ニトロセルロース）は自己反応性の物質なので、まわりに酸素などがなくても、発火点に達すると爆発的に反応します。そこで、綿火薬をひとつまみ丸めて、アルミホイルで包み、空気を遮断して加熱します。ついでに、おおよその発火点も調べようという実験です。 マッチは３００℃程度で発火するので、比較のために並べます。 １００℃前後で綿火薬が発火し、ずいぶん後でマッチが発火します。 |
おまけ情報
★どちらの包みも発火した時の発生ガスで、飛び出します。数十センチ飛び上がる場合もあります。いくらギューギューに包んでも、薄いアルミなので、爆発はしません。ただし、アルミホイルは3ｃｍ角ていどに切っておいて、生徒に配る事をお薦めします。
★温度計は200度計や300度計を使いましょう。温度計なしでも、銅板に一滴水をたらしておけば、発火点の察しはつきます。
★発火後、包みを拾って広げてみると、何も残っていません。マッチの方は棒の炭が残ります。
綿火薬を使って熱の伝わり方
| 発火点が分かれば、温度計として使えます。綿火薬は百数十度、マッチは約３百度の温度を判断できます。ずいぶんと大雑把な温度計ですが、派手な温度計です。 |
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レフランプや舞台照明用の電球を綿火薬に近づけます。白い綿火薬はなかなか発火しませんが、シャープ芯のかけらを綿火薬の上に置いておくと、数秒～数十秒で発火します。炭のかけらや粉を置いても、マジックで黒い点を描いてもＯＫ。 |
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写真は、熱の伝導の速さ、熱伝導率の実験です。同じ太さの銅線と鉄線をよじります。先っぽを曲げて、綿火薬をくわえさせます。よじった部分をガスバーナーで加熱します。２ｍｍ径で長さ１０ｃｍなら１０秒程度で銅の方の綿火薬が発火します。 ガラス棒を加えて三又にしてもやれます。ロウを使うより、アピールします。 |