それゆけ!石油探検隊

石油から作られる化粧品

科学的には、物が燃える「燃焼」と言う現象は「高熱と光を伴いながら急速に行われる酸化現象」です。このうち、高熱と光は「火」として目に見える形になっているのです。
人類は、プロメテウスの手から渡された火の力で文明を進歩させていきましたが、火によって発生したものに気を止めるようになるには相当の時間が掛かっていたのです。

石油を燃焼させるとどうなるか

石油を燃焼させるとっどうなるか

「燃焼=酸化現象」であるということは、もう何度も説明しています。火が燃えるためには発火時から常に酸素を必要としているのです。

それは石油の燃焼でも例外ではなく、燃えるためには充分な換気による酸素供給が必要となるのです。
こうして新鮮な酸素を送り込まれ、燃焼を続けた石油は様々な化学物質を大気中に放出しながら火を燃やし続けるのです。

石油の成分はどうなっているのか

石油の主成分は炭化水素であることは既にご存知だと思います。「炭化水素以外には窒素・酸素・硫黄が含まれている」ということも既にご承知のはずです。では、それぞれがどの程度の割合で石油の中に含まれているのでしょうか?

石油のほとんどは炭素

主成分である炭化水素を分解して炭素と水素にした上で、炭素・水素・窒素・酸素・硫黄が石油の中に含まれている割合は炭素8:水素1:酸素0.4:窒素0.1:硫黄0.5となっています。石油の中に含まれている炭素は、飽和炭化水素などの形で水素よりも多く含まれているのです。それに、元素ごとの重さを考えても炭素の割合は石油の重量のほとんどを占めているのです。

化石燃料を構成する成分とは

石油や石炭には、「石油・石炭は古代の生物や植物が地熱と圧力で変質して作り出された鉱物」という有機由来説に基づいた「化石燃料」と言う呼び方があります。つまり、石油や石炭に含まれている炭素・水素・窒素・酸素は古代の大気であると考えることが出来ます。しかし、無機由来説では「元々惑星は誕生の時点で大量の炭化水素を含んでいる」とも言われています。一方硫黄には、「地中に埋蔵されている時に混入した成分」という説と「人間の身体にも硫黄成分が含まれているので、古代生物に含まれていた成分」という説があります。これらの成分が、どのような形で地中に眠ることになったのかはさておいても、地上では非常にありふれた物質の組み合わせによって、石油や石炭などの有益な物質が地中で生み出されることこそが、科学の面白いところでしょう。

石油を燃やすと発生する物質とは

石油を燃やすと発生する物質とは

口をすっぱくなっても何度も言いますが、「燃焼とは、高熱と光を放つ火を燃やしながら急速に物質が燃焼する現象」です。

燃焼には有機物も金属などの無機物も関係なく行われるものです。理科の授業で鉄製のスチールウールを燃焼させて、酸化鉄を作る実験を行った経験があるはずです。
つまり、鉄は燃焼によって酸素と結びつけられて酸化鉄に変わったのです。石油も燃焼させれば、構成成分が酸素と結び付けられて様々な物質に変化するのです。

石油の主成分である炭化水素を構成する水素が酸化されると水を発生させます。燃焼によって起こる酸化で水が発生すると、水は気体として放出されることになります。

二酸化炭素

炭化水素を構成する炭素が酸化すると二酸化炭素へ変化します。二酸化炭素は大気にも含まれている物質ですが地球温暖化の原因とされ、二酸化炭素削減を目指す国も増えています。しかし、植物は二酸化炭素が少ない場所では光合成を充分に行えず生育が抑制されること、人間も呼気に二酸化炭素が少ないと眩暈を起こすことがわかっているため、急速な二酸化炭素削減は逆効果になると考える人も少なくありません。

窒素酸化物

窒素は、大気の大半を占める気体であると同時に、たんぱく質を構成するアミノ酸に必ず含まれている元素でもあります。窒素酸化物は自然の中でも発生する事がある物質ですが、水分と反応すると硝酸を発生させ酸性雨の原因になると考えられています。

硫黄酸化物

硫黄は生物の身体にも微量ながら含まれている成分ですが、自然界にはごくありふれた元素であるといえます。硫黄はマッチの原料やゴムの品質改良などにも使用されますが、酸化すると硫黄酸化物を発生させます。硫黄酸化物は「四日市ぜんそく」の原因物質であり、人体に入ると呼吸を阻害してしまいます。また、硫黄酸化物が水と化合すると硫酸や亜硫酸が発生し酸性雨の原因になるとも言われています。