ということで往年の疑問「炭素と水素、どちらが酸素と結びつきやすい？」には、気になるところがあるものの、水素が有力となりました。
ちなみに、もし水素より炭素の方が酸素と結びつきやすかったら、
２H２O ＋ C → ２H２ ＋ CO2
という反応が起きることになります。
この化学変化、簡単に言うと、水中で炭素が燃焼する、ということです。そんなことが実際に起きるのでしょうか。
燃えてる炭素を水に入れたら消えてしまいますが、これが100℃をはるかに超えている温度の熱～い水蒸気だとすると、ひょっとしたら燃えるかもしれない…と気持ちが揺らぐかもしれません。
水蒸気中のマグネシウムの燃焼の実験のようにしたらできそうですが、ちょっと大変だなぁ。
という前置きはさておき、ユージオメーター、いってみよう！
ユージオメーターとは、細長い管に目盛りがついていて、一方は栓をしてあるのですが、管の外と中を結ぶ導線が2本、栓を貫いています。
この管に水を入れ、水槽の中で立てて、管に水素や酸素の気体を入れ、上の導線部に圧電素子をつなげで点火し、ドカン！
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いや、ドカンって、そっちじゃないから。 …というか鈴木先生、『サンワリ君』楽しみにしてました。『お笑いマンガ道場』も見てました…。
圧電素子
ということで、まずは、水素6cm3、酸素3cm3でやってみた。
派手にいきましたが、いかんせん水に色がついてないので、少々わかりにくいです。
ということで食紅の黄色で色をつけてみました。
これも反応時の勢いでユージオメーターが動き、管中の水が外に出てしまいました。
訳が分からないので、スローで撮影してみました。
やっぱし訳が分からないな。
というか、ユージオメーターを衝撃で動かないように固定しないといけないんじゃないか？
そういう問題は置いといて、とりあえず今回の本題、水素と二酸化炭素、いってみよう。
反応しましたね。
ここから 2021/9/30追加
ということで、ユージオメーターをスタンドのクランプ2個挟んで動きにくくしてみた。
これは水素と酸素でやってみたやつ
一方これは水素と二酸化炭素でやってみたのだが…
そう、点火しない。圧電素子が原因かな…と思って、それならここにさらに酸素を加えても点火しないだろう、と思ってやってみたらポン！ということは二酸化炭素だからダメだったということになる。あれ、さっきと違うぞ。
本当に水素有利なのか。たぶん私の実験の腕に問題があるのでしょうが、ちょっとわからなくなってきました。
コメント
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jcombsj/62/201/62_62.201_259/_pdf/-char/ja
こんなものを見つけました。当たり前のように実験に使われていて、この組み合わせが燃焼することについてとくに詳しくは触れられていません
wikipedia情報の標準生成熱 −393.509 kJ/mol のCO2を1/2個分解して、
−241.818 kJ/mol (g) のH2Oを1つ生成するので、
(241.818 * 2 – 393.509) / 2 = 45.064 kJ/mol の発熱になるということでしょうか
にしにしさま
コメントありがとうございます。
二酸化炭素と水とではやっぱり水の方が結びつきは強そうな感じがしていたのですが
いい加減な実験ということもあり、うまく反応しなかったので確証が得られないところでした。
貴重な情報ありがとうございます。
水素1molあたりの発熱は、ご指摘の通り 45.064 kJとなると思いますが、
この反応（２H2＋CO2→２H2O＋C）で、還元された炭素の行方が気になります。
もし、固体の炭素として残るのなら、大規模に燃料として使う場合、たまってきた炭素をどう（処分）するか、という問題になります。
一方、炭素がまた燃焼してCO2に戻るのなら、結局水素の燃焼（241.818kJ/mol）じゃないか、カーボンニュートラル以前にCO2いらなくね？という話になります。
なんか私がどっか見落としている気がするので、また調べていきたいと思います。