6 燃焼熱:化学反応と酸化のおはなし(1)

浸透圧維持、pH維持とおはなしをしてきました。

同様に、体温を維持することはヒトの生存に不可欠です。

どうやって体温(熱)を作っているか、考えたことはありますか?

今回からは熱の発生についてのおはなし。

体温の「コントロール」は、

熱の作り方が分かってからのおはなしですよ。

 

まず、化学の世界では「何か」が起こると熱の出入りが生まれます

熱が生まれる(あつくなる)のが、発熱反応。

熱が奪われる(つめたくなる)のが、吸熱反応です。

「何か」を、化学の世界では「反応」と呼んでいます。

前回までにおはなししてきた相変化1つでも、反応です。

水(液体)が気体になるとき周りの熱を奪います。

これが吸熱反応。

「打ち水をすると涼しくなる」のはこのためです。

注射の前のアルコール消毒で「スーッ」とするのも、

アルコールが周りの熱を奪って気化した吸熱反応のせいですね。

 

ここで何も限定せずに化学反応についておはなしを始めると、

余りの種類の多さに大変なことになります。

それは困るので、ここではその1つ「酸化反応」に限定しておはなしです。

酸化の酸は、酸素の酸。

すごく簡単に言うと、酸素とくっつく反応が酸化反応です。

おだやかに酸素とくっつく反応は「酸化」。

激しく酸素とくっつく反応は「燃焼」です。

日常的に起きていることですよ。

金属がさびるのは酸化、火がついて燃えるのは燃焼ですからね。

 

『燃える』ことからも分かるように、酸化反応は発熱反応。

何かと酸素がくっつく(酸化・燃焼)と、光や熱が出ます。

光も熱も、エネルギーという意味では仲間。

本当は電気も、運動(動くこと)も、高さ(高い位置)も

エネルギー仲間なのですが…ここは物理にお任せ。

 

「エネルギー?…細胞のATP?」

こう思った人、大正解。

細胞がATPを取り出すことは、酸化反応です。

今回からのおはなしは、

細胞がATPを取り出す話の基礎でもあるのです。

 

では、酸化反応について少しずつ見ていきますよ。

あとで「グルコースをもとにATPを取り出す」細胞の代謝につなげたいので、

酸素とくっつくものはグルコース(ブドウ糖)にしましょう。

 

最初に結論。

1モルのグルコースを完全に酸化させると、

水と二酸化炭素と熱が出ます。

これを化学記号と矢印で表すと…。

C₆H₁₂O₆+6O₂→6CO₂+6H₂O+(熱)

こうなります。

矢印のもとの方(左側)がくっつく前の状態、

先の方(右側)がくっついた後の状態です。

電離平衡のおはなしでは両方向矢印(⇔)でした。

化学反応を示した式(化学反応式)では、一方通行です。

 

化学反応式のお約束は、

左右の水素(H)、炭素(C)、酸素(O)の数が同じになること。

ちゃんとそれぞれの個数があっていること、

数えて確認してみてくださいね。