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2022年8月4日

【探究授業】:鉄はどうやってつくるの? 〜朝日・科学〜

こんにちは、藤野雄太です。

本日の探究授業動画はこちら!

https://youtu.be/x55tGcORPU8

 

私たちの生活に欠かすことができない「鉄」。

人類が鉄を発見したのは紀元前3500年くらいと言われています。

紀元前1500年頃にはヒッタイト帝国に広がり、ヒッタイトは周りの国を次々に征服しました。

鉄は歴史を変えるほどの力をもっているのです。

それでは、鉄はいったいどのようにつくるのでしょうか?

今日は鉄をテーマに探究します。

2022/7/23朝日】

のの 鉄って、もとはどこにあるの?

先生 鉄は鉄鉱石(てっこうせき)という石からつくります。

純粋な鉄鉱石が赤茶色をしているのは、さびた鉄みたいなものだからよ。製鉄所で、さびていない状態に戻すのね。

のの うーむ、「さびている」って、どういうことだろう?

先生 鉄に空気中の酸素がくっついた状態のこと。

だから鉄鉱石から酸素をはぎとると、純粋な鉄だけになります。

これを、難しい言葉で「還元」と呼ぶの。

鉄鉱石と石炭を一緒にして2千度の高温にすると、酸素は石炭のほうにくっついちゃうんだ。

のの ひゃー、すごい温度だ。鉄鉱石と石炭を燃やすってことかな。

先生 石炭をそのまま燃やすと、空気のなかの酸素とくっついちゃうけど、大きな炉の中で鉄鉱石とまぜて高温にすれば、鉄鉱石の酸素がうまくはがれて石炭の炭素とくっついてくれるのね。

製鉄用の反応炉は高炉と言って、全部で高さが100メートル近くもあるの。

酸素がくっついた石炭は、二酸化炭素に変わるんだよ。

のの 二酸化炭素って、きらわれ者じゃなかったかな?

先生 最近は、二酸化炭素を出さない製鉄が研究されているの。

のの 鉄鉱石から酸素を奪うときに、石炭じゃない他のものにくっつけるんだね。

先生 その通り。賢いね。一つには、水素を代わりに使う方法があるの。

水素は酸素とくっついて水になり、二酸化炭素は出ません。

のの でもその水素はどうやって集めるの?

先生 まさにそこが問題ね。太陽光や風力で電気をつくり、その電気で水を分解して水素にする方法などが研究されているよ。

のの 鉄をつくるのって大変なんだなあ。大切にしなきゃ。

先生 そうね。でも鉄には、他の金属と比べてリサイクルしやすい利点もあるよ。磁石にくっつくから選別しやすいし、不純物も取り除きやすい性質があるの。

古くなった電気製品や車、建物など様々なものからきちんと鉄を回収して再利用すれば、一度つくった鉄を長く使えて、貴重な資源を無駄にしないよね。

【語句の意味】

★鉄(てつ): 金属元素の一種。元素記号Fe 原子番号26。原子量55.85。比重7.87。遊離して存在することは隕石を除いて稀。化合物として土壌・岩石・鉱物中に存在し、特に磁鉄鉱・赤鉄鉱・褐鉄鉱・菱鉄鉱・黄鉄鉱などとして産する。

★炉(): 床ゆかの一部を切りあけて箱形にして火を貯え、暖を取り、また、物を煮炊きする装置。茶室用は約50センチメートル平方で石炉・鉄炉・塗炉などがある。

★鉄鉱石(てっこうせき): 製鉄の原料とする鉱石。磁鉄鉱・赤鉄鉱・褐鉄鉱・菱りょう鉄鉱などがある。

[広辞苑 第七版]

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