エタノールの爆発力

質問

エタノールについてなのですが
実際に爆発したときの爆発力=エタノール濃度に関係してくると思いますが
どの濃度のときに、実際どれぐらい爆発力があるのか(空気が逃げる所があるならそこからのみ飛び出る、あっても他ごとまとめて吹き飛ばす等、または計算式による威力)をお知りの方がいたら教えて頂けないでしょうか。

また、上記のような事を調べようと思うと、何処で調べればよろしいのでしょうか。

お手数をお掛けいたしますが、よろしくお願い致します。
若干詰まっております。

回答No.2

htms42 · ベストアンサー

詳しいことは専門の方にお願いするとして爆発のイメージを取るための実験を紹介します。

いらなくなった海苔の缶を使います。プラスティックスの内蓋がついています。（硬式テニスのボール容器でもいいです。）

下から２～３ｃｍのところに直径５ｍｍほどの穴を開けます。
缶にエタノールを入れふたをします。しばらく待ってから下の穴にマッチの火を近づけます。爆発が起こるとふたが飛びます。
大きい爆発が起こるのはエタノールをどれくらい入れた時でしょうか。
プラのふたが飛ぶだけですからあまり危険ではありません。でも天井までフタが飛ぶという勢いですから近くに人がいると危ないです。
気温によって蒸発の速さが変わりますから燃え方も変わります。
＃１に書かれている爆発限界（燃焼範囲）の意味も分かります。
一度やってみてください。
燃えるがうまく爆発しないという場合はエタノールの量が多すぎると思っていいでしょう。

燃焼範囲は物質の種類によって変わりますが燃焼の反応式で考えた比率を必ず含んでいます。
Ｃ２Ｈ５ＯＨ＋３Ｏ２→２ＣＯ２＋３Ｈ２Ｏ
酸素との比率は１：３です。空気中には酸素が１／５含まれていますのでエタノール対空気では１：１５になります。空気とエタノール蒸気の混合気体で言うと全体の１／１６≒０．０６３（＝６．３％）です。
理科年表に載っている値は４．３～１９％です。化学式での比率の２／３～３倍です。
これはこの範囲なら全体が燃える（一部に火がついたときに立ち消えしないで端まで伝わる）という比率ですから爆発とは限りません。一番激しく燃える（爆発する）のは化学式の比率の近くでしょう。

お礼

ご回答誠に有難う御座います！

実験での検証、自分で排除しておりました。。
たしかに濃度を確認しながら実験すれば、物質的な爆発力の変化を捉える事ができそうです。実験してみようと思います。
爆発限界の定義、そういった意味合いだったのですね。。
大変勉強になります。
これを元に自分で再度考えてみようと思います。

本当に有難う御座いました！

回答No.1

noname#160321

エタノール-空気での爆発は爆発限界内では可能なわけですが、その「伝搬」には限りがあります。
「爆発限界」とは単に引火性を表すだけですので、そこから出てくるのは「発熱量」と「分子数による体積変化」だけです。
つまり「ただ燃えました」になる可能性が大きく、それが多分お悩みの種だろうと思います。
>空気が逃げる所があるならそこからのみ飛び出る、あっても他ごとまとめて吹き飛ばす…
このお悩みのタイプから見ると爆発屋さんでは無いとお見受けします。
爆発にも二つあって、熱爆発の類の爆燃と燃焼フロントが音速を超える「爆轟」があります。壁を吹き飛ばすには通常「爆轟」が必要です。
爆轟：detonation で検索される事をお薦めします。
しかし、実際　「ethanol」「detonation」でgoogle様にお尋ねしてもエタノール燃料系のサイトしか見付かりません。
この件は「専門家」にお聞き戴くしかないと思います。
「独立行政法人産業技術総合研究所・爆発安全コア・気相爆発研究グループ」
にお問い合わせ下さい。
…また誰かに文句言われそうだな(汗

お礼

ご回答誠に有難う御座います！！

爆発限界の意味や、爆発の種類、勉強及び認識不足でした。
教えて頂いた事を参考にさせて頂き、また自分なりに検証してみます。

また、ご相談できる場所を教えて頂き有難う御座います。
行き詰った際には是非利用させて頂きます。

本当に助かりました！