輝く木片

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塩素酸カリウム KClO₃ 粉末結晶を加熱すると、融解(融点356℃)が始まり、次第に熱分解反応も進行していきます。

2KClO₃→　2KCl + 3O₂↑

そこにマッチの木部を折ったものを投入すると、まばゆい光を発して激し燃焼反応が起こります。塩素酸カリウム KClO₃ の熱分解反応によって酸素が生成し、木片自身も十分に温度が高くなっているので、加熱を停止しても反応が継続していくのです。

「動　画」木片が輝くように燃える

なお、燃焼ではカリウムの赤紫色の炎色も観察でき、カリウム自身も燃焼反応の触媒として働くとされています。

※塩素酸カリウム KClO₃ は、強力な酸化剤であり爆発の製造にも用いられる物質なので、取り扱いには十分に注意が必要です。特に、学校では演示実験のみで、使用量も少量にとどめることが望ましいです。

実験プリント例

「テーマ」塩素酸カリウムの熱分解反応と物質量

「サブテーマ」(　　　　　　　　　　　　)：輝く火薬

「キーワード」化学反応式　燃焼反応　物質量　反応速度

「準　備」試験管ばさみ　塩素酸カリウム0.5g　マッチ

「操　作」

• マッチの木片を4等分しておく。(頭薬は除く)
• 塩素酸カリウムKClO₃ 0.5 ｇを薬包紙にとり、試験管に移す。
• 試験管を加熱する。融解してゆるやかに沸騰が始まったらバーナーの炎から一時的に試験管を遠ざけ、すばやくマッチの木片を１片入れて観察する。(バーナーの火は消さずにそのままにしておく)
• 反応が収まったところで、また別の木片を追加する。
• この操作をあと２回ほど繰り返す。反応が弱い場合は、少しだけ加熱して試験管内の温度を上げてみる。

「注意と工夫」「片づけ」

• マッチの頭薬部分は使わず、試験管の上から覗かない。
• 試験管は冷えたことを確認後、廃棄する。→ガラスが融解しているおそれがあるため。

「確認演習」

• 炎が特有の光を発する現象を(　　　　)という。試薬の化学式と観察された光の色から、(　　　　)イオンが含まれていると考えられる。
• この反応を化学反応式で表しなさい。
• 反応後の試験管内に生成した物質の特徴は？
• 試験管内で激しく燃焼反応が起こった理由は？
• 塩素酸カリウムを1.22ｇ使用した場合について答えなさい。(原子量：K=39　Cl=35　O=16　１mol=22.4L)
• 塩素酸カリウムの式量Mから、その物質量n〔mol〕を求めなさい。
• その塩素酸カリウムがすべて反応して発生すると考えられる酸素の物質量・質量・粒子(分子)数・体積(標準状態)を算出し、表を完成させなさい。計算の後も残すこと。

• 発生した酸素をすべて集めて、水素と反応させて水の生成に利用したとする。得られる水の質量を求めなさい。

◇このブログで発信する情報は、取扱いに注意を要する内容を含んでおり、実験材料・操作、解説の一部を非公開にしてあります。操作自体に一定のスキル・環境を要しますので、記事や映像を見ただけで実験を行うことは絶対にしないで下さい。詳細は、次の３書(管理者の単著作物)でも扱っているものがありますので参考になさってください。