なぜ酸素が出る?二酸化マンガン×オキシドールの触媒反応と安全実験を徹底解説

なぜ酸素が出る?二酸化マンガン×オキシドールの触媒反応と安全実験を徹底解説

なぜ酸素が出る?二酸化マンガン×オキシドールの触媒反応と安全実験を徹底解説について見逃せない 理由を分かりやすい構成で解説いたします。

黒色の粉末である二酸化マンガンに、傷口の消毒薬としても知られるオキシドールを加えると、激しい発泡現象が起こります。このとき発生している気体の正体は酸素($O_2$)です。

オキシドールとは、化学的には過酸化水素($H_2O_2$)が約2.5%〜3.5%の濃度で溶けた水溶液のことです。過酸化水素は非常に不安定な化合物であり、常温で放置していても極めてゆっくりと水($H_2O$)と酸素($O_2$)に分解される性質を持っています。しかし、その自然分解のスピードは人間の目では捉えられないほど微細です。ここに二酸化マンガンが加わることで、反応速度が一気に数万倍に跳ね上がり、目に見える激しい泡立ちとなって現れます。

この二酸化マンガンと過酸化水素水の反応を記述したオキシドール分解反応式(化学反応式)は以下の通りです。

$$2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2 \uparrow$$

化学反応式において、二酸化マンガン($MnO_2$)が矢印の上に表記されている点が最大のポイントです。これは、二酸化マンガン自身が反応物(消費される原料)ではなく、反応を仲介する触媒として機能していることを示しています。

発生した気体が酸素である事実を確かめる最も古典的かつ決定的な方法が、線香の火を入れる反応確認です。火のついた線香を吹き消して先端を赤い「燃えさし」の状態にし、気体が満ちた集気びんや試験管の中に差し入れると、線香は「ポンッ」という音とともに激しく白い炎を上げて再燃します。これは酸素が持つ「他の物質を燃やすのを助ける性質(助燃性)」をダイレクトに証明する現象です。

中川 明日香
著者

中川 明日香

エンタメ・カルチャー業界の深掘り取材を得意とし、現場のリアルな声をお伝えします。