木材の燃焼化学

またまた基礎講座です。今回は木が燃えるときの化学式を見ていきます。

燃料といえば、フツーは灯油とかプロパンガスとかですが、これらは「炭化水素」の仲間で、炭素Cと水素Hの化合物であると、学校で教えられましたよね？
炭化水素で最も構造の簡単なものはメタン（CH4）ですが、その燃焼は、

CH4　＋　O2　　→　　CO2　＋　2H2O

つまり、メタンとか灯油とかが燃えると二酸化炭素と水（水蒸気）が発生するわけで、例えば、1リットルの灯油を燃やすと、これとほぼ同じ1リットルの水（水蒸気）が発生します。部屋でファンヒーターを使用すると窓が結露するのは、部屋で洗濯物を干していること（だけ）が原因ではありまませんww

さて、木材は針葉樹も広葉樹もその組成は、「セルロース」と呼ばれる繊維が最も多く約50％、「ヘミセルロース」が針葉樹で約20％・広葉樹で約30％、「リグニン」が針葉樹で30％・広葉樹で約20％となっています。
「紙」は木材からセルロースだけ抽出して、これ絡ませながら薄く平（たいら）に成形したものです。

コンクリート構造物に例えると、セルロースは鉄筋、ヘミセルロースは砂利などの骨材、リグニンはセメントに相当します。このうち、最も多いセルロース(C6H10O5)nはデンプンと同じ多糖類とされ、これが燃焼するときは、

(C6H10O5)n　＋　(6O2)n　　→　　(6CO2　＋　5H2O)n

となり、やはり二酸化炭素と水（水蒸気）が発生します。
つまり、もし木材がまったく水分を含まなかった（水分0％だった）としても、燃焼ガスには二酸化炭素と水（水蒸気）が含まれているわけです。

水蒸気が冷えて水滴となることを「凝縮」といい、これが結露の正体です。
また、ある圧力の下で液体（水）が沸騰する、または（水）蒸気が凝縮する温度を「飽和温度」あるいは「沸点」といいます。ご存知のとおり、1気圧のときの水の沸点（飽和温度）は100℃です。