【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

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

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。

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。

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。

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。

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！

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。

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。

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。

関連記事

火を扱う実験はどんな些細でもナメずに必ず対策を行いましょう

アリエナイ理科の実験・動画撮影の舞台裏：火遊びと万が一の安全対策

大火力の実験は見栄えがしますが、アリエナイ理科でも他の動画でも、安全対策は何重にも気をつけています。炎という予測不可能な事態を起こすモノを扱うわけですから、そこはおふざけでは済まされません。今回はそんな舞台裏の話をご紹介。

www.cl20.jp

2018.10.11

天ぷら火災の仕組みと鎮火の検証

天ぷら火災の仕組みを科学の目で見る：実際に発火実験をしてみた件

天ぷら火災にはマヨネーズ。そんな話を聞いたことはないでしょうか。ある程度リテラシーのある人なら、かなり知られている話だと思います。今回と次回に分けて、実際に天ぷら火災を起こし、それにマヨネーズが使えるのかどうかを検証します。

www.cl20.jp

2019.01.21

天ぷら火災の仕組みを科学の目で見る：マヨネーズ鎮火を実際に検証！

さて、前回は天ぷら火災の仕組みと、実際に発火させてみる実験の話をしました。今回は、やってはいけない例として「水をかける」とどうなるか、そして、話の発端になった「マヨネーズ鎮火」も含めて、実際に火災が消せるのかを見ていきます。

www.cl20.jp

2019.01.22

オイルマッチの超パワーアップ改造

【機械王の休日】爆燃火柱：オイルマッチの超パワーアップ化改造！

オイルマッチというものがあります。アウトドア用品などとして販売されており、側面にある発火合金と鋼鉄板を擦り付けて火花を出し、オイルに着火させる点火器具です。今回はこれにちょっとした工夫をして、火力を大幅にパワーアップしてみましょう。

www.cl20.jp

2019.06.12

断熱材の科学

【機械王の休日】断熱材の科学：パーライトを断熱材に応用する

一般的なガーデニング用品であり、どこのホームセンターでも普通に売っているパーライトというものがあります。このパーライトは多孔質であり、水分を蓄えやすいだけでなく、断熱性にも優れているので、今回は即席の断熱材として使ってみます。

www.cl20.jp

2018.09.26