砂糖が黒い柱に大変身！濃硫酸が起こす脱水反応！

サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。

真っ白なグラニュー糖（砂糖）に、ある液体を一滴垂らしただけで、まるで黒い溶岩が噴き出すかのように、モコモコとした炭の柱がせり上がってくる——そんな実演を見たことはありますか。今回は、この「ブラックスネーク」とも呼ばれる劇的な化学反応の裏側にある科学を、安全上の注意点とあわせてご紹介します。

ショ糖（スクロース：C₁₂H₂₂O₁₁）に濃硫酸（H₂SO₄）を加えると、ショ糖分子の中から水素原子と酸素原子が「水（H₂O）」の割合で引き抜かれ、炭素（C）だけが残ります。脱水作用ですね。

私もやってみました。

こちらの動画は他の方が撮ったものですが、もこもこと恐ろしい炭の塊が出現します。

濃硫酸によって水素と酸素が奪われた結果、あとに残ったのは純粋に近い炭素（炭）です。これが黒色の正体です。ショ糖という甘くて透明な結晶が、まったく違う黒い物質に変わってしまうのは、分子の中身がそっくり組み替えられているからなのです。

反応時に激しい反応熱が発生します。この熱によって、引き抜かれた水（H₂O）が水蒸気となり、さらに一部の硫酸が分解されて二酸化硫黄（SO₂）などのガスが発生します。濃硫酸というと「脱水させるだけの液体」というイメージがあるかもしれませんが、実はこのように自分自身も分解されて気体を生み出す、なかなか多才な物質でもあります。

また発生したガスが、生成された炭の内部から外へ出ようとして押し上げるため、軽石のようなスポンジ状の構造になりながら高くそびえ立っていきます。パンやスポンジケーキが膨らむのも、生地の中で発生した気体が外に逃げようとして全体を押し広げる仕組みですが、まさに同じ原理が、ここでは炭という無機物の世界で起きているというのが面白いところです。

実験を見るときに知っておきたい注意点

この反応は非常に危険を伴います。私も念の為、科学部の生徒と一緒に外で行いました。

濃硫酸は皮膚に触れると激しい火傷を負わせます。反応中に刺激臭のあるガス（二酸化硫黄など）が発生するため、必ずドラフトチャンバー（換気装置）内や外で行う必要があります。また反応後の炭の柱は非常に高温になっており、硫酸も残留しているため、素手で触れるのは厳禁です。

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