【鉄を燃やす】スチールウールとライターだけで出来るド派手実験

生活と科学
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初出:2020/06/09 Vol.384 スチールウールとライターだけで出来るド派手実験
改稿:2021/08/29

くられ
くられ

本日は、お手軽ながらド派手に燃える実験をお送りする!

Joker
Joker

これは、スチールウールですか、先生。こう、鍋を磨いたりするのに使う奴。

くられ
くられ

うむ。鉄は普通にしてたら燃えない訳だが、表面積の多いスチールウールなら火が付くのでな。それを応用してやると・・・

POKA
POKA

はっはっは。こうやって火をつけて振り回してやると、一気に燃焼が進んで火花が飛び散るのである! 花火代わりには面白い実験だぞ!(ブンブン)

くられ
くられ

危なっ! 溶けた鉄が飛び散るから、一言声かけてからやってくれ!

Joker
Joker

ちょっ、こっちにも飛んできました! あっつ!

POKA
POKA

はっはっは! 怪人なら多少の火の粉程度問題なかろう! 実際に実験する時は、周囲に可燃物がないかよくよく確認してから行うように!

火花飛び散る炎上実験!

今回は、スチールウールとライターで出来るド派手実験を紹介しましょう。

実験の内容としては「鉄の酸化」です。鉄は通常では燃えませんが、スチールウールに火を付けると燃えるのは知られていますね。

スチールウールのように、鉄であっても細く表面積が大きいものであれば、酸素の量次第ではよく燃えます。9V電池を押しつけて燃やすとか有名です。しかし燃える速度はゆっくりですよね?

ここで大量の酸素を供給したら??

火をつけたスチールウールを振り回すことで火を全体に回らせ、一気に燃焼させ盛大な火花を飛び散らすというド派手実験があります。

まわりに溶けた鉄が降り注ぐので、枯れた草むらなどあると引火する可能性があるので、実験場所は本当に注意して行ってください。

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スチールウール炎上実験・手順

スチールウールの調達

まずはスチールウールを調達します。なんでも良いという訳ではなく、スチールウールは研磨剤が入っていない安モノがいいです。

研磨剤が入っていると燃えが悪く最悪失敗します。必ず研磨剤が入っていないものを購入しましょう。

今回は盛大にファイヤーしたいのでスチールウール8個を一気に振り回します。

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圧縮して固定する

スチールウールを適当に圧縮してそれをステンレスワイヤーでぐるぐると縛り上げます。縛り終えたら、ワイヤー留め具で留めます。

この時、あまりにも圧縮しすぎると燃えないので注意しましょう。

ワイヤー留め具はホームセンターなどに数十円で売られているもので、万力やペンチなどで強く挟んで押しつぶすことでワイヤーを留めることができます。

1ミリに満たない今回のワイヤー固定であればペンチで余裕で留めることができます。

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振り回し用の治具を作る

これで概ね準備は完了なのですが、ワイヤーを直接掴んで振り回すと食い込んで思いの外痛いです。

さらに、万一の場合、絡まって溶けた鉄が手に返ってくるという、恐ろしいことにもなり得ます。

そこで、振り回し用の治具を作りましょう。といっても、ハンガーをペンチでぐりぐりと変形させて、指でブン回せるようする程度のものなので、別に難しいことはありません。

要するに、ワイヤーと手の間を繋ぐようにできればなんでも良いです。

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実験開始! 着火してブン回す!

いよいよ着火です。周囲の環境のチェックを終えたら、ライターなどで火をつけましょう。

スチールウールの量が少なければライターでもちゃんと火が付きますが、今回は量を用意したので、実際にはホームセンターで売っているようなバーナーを使いました。

カロリーが高いため、一気に種火を付けることができます。

火が付いたら、あとはブン回します!

8個のスチールウールであってもほんの数秒で全部燃え尽きます。恐るべき量の火の粉が飛び散ってなかなかに壮観です。

今回は16個入りで100円のスチールウールなので、50円でこの楽しさ、いろいろたまらないですね!

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科学的なお話

ーーーで、話をここでようやく科学にもどしましょう。

どうして5gのスチールウールは燃えての同じ重さのクリップや釘は燃えないんでしょう? 

それは表面積の問題になります。

例えば1辺が4の立方体の鉄があるとしましょう。この鉄の表面積は、1面で4×4の16、それが6面ですから、96となります。

その上で、これを1辺が1のキューブに分割することを考えましょう。そうすると、体積は変わりませんが、表面積は大きく変わります。

キューブの数は、4×4×4で64個。キューブ1個あたりの表面積は6なので、それが64個分で384となります。

このように物質は細かくなるほど表面積が増えるので、表面積が増えると酸素と反応する面が増えてより低エネルギーで酸素と結合・・・つまり、燃えやすいわけです。

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屋内でもできる低温の火花実験

さて、本編で紹介した実験は、高温の溶けた鉄が飛び散りますし、屋外かつ可燃物がない場所でやらなければ危険です。

一方で、屋内でも使えたり、手品やステージ演出で使われる低温のものも存在します。

それがどんなものかは、動画シリーズ「罰ゲーム研究所」で紹介しています。

割と派手な火花が散っていますが、燃え移る心配がほぼないために屋内でこうして撮影できたわけです。

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微粉末にすると鉄は自然発火する

表面積と燃えやすさの話にも触れましたが、有機塩を作ってから加熱することで得られる銅や鉄の微粉末は自然発火します。

これはレイユール先生のガチ実験シリーズ動画で実験が行われています。気になる方はぜひご覧ください。

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著者紹介

くられ
くられ

サイエンス作家、タレント。シリーズ累計20万部の「アリエナイ理科」シリーズを始め楽しい科学書の分野で15年以上活躍。週刊少年ジャンプ連載「Dr.STONE」においては科学監修を務め、フィクションと実科学との架け橋として活躍中。TV番組「世界一受けたい授業」「笑神様」「MATSU」ぼっちの出演や、YouTubeで80万再生を超える科学動画を「主役は我々だ!」と共同製作も。仕事の依頼や関連情報は https://twitter.com/reraku

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