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小野学園女子中学・高等学校 広報部



さて、今回はラムネジュースを作る実験です。
といっても、炭酸水を作る仕組みを、学ぶというのが一番の目的ですね。

簡単に解説すると大事なのは重曹と

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クエン酸です。

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まずは砂糖を加えて甘くした水(結構な量の砂糖です!)に着色料を入れて色を作ります。
昔よくこんなジュースがありましたね。

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そこに重曹とクエン酸を混ぜたものを入れます。

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すかさずふたを閉めて…

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しばらく待ちます。
これ、放っておくと大変なことになります(笑)

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さあ、完成したラムネジュースです。

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実際に重曹とクエン酸だけでは反応せず、これに水を加えると写真のように発砲が始まります。

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こんな仕組みの駄菓子が昔ありましたね。


わたあめを作ろうという題名ですが、実は三態変化(個体・液体・気体)について考える実験です。
ここではわたあめを身近なもので作る過程のみを掲載しますね。あしからず。

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大きなボウルの真ん中にはお弁当に使う銀カップがあります。

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砂糖(ザラメ)を熱するのですが、ここには燃料として手ピカジェルを使います。

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手に持っているのモーターに網をつけたものです。
ここにザラメを入れます。

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燃料に火をつけて…

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網を火にあててザラメを溶かします。

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溶けてさらに気体になったところで、モータを回転させると…
少しわたあめらしいものが…

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少しの時間でもこんなに大きくできます。

ちゃんとした機械がなくても意外とできるものですね。


昨年も行いましたが、水から水素を取り出す実験です。
よく学校の実験でもありますが、決して難しい器具がないと出来ないわけではないのです。

まずは純水を用意します。
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普通に水道水でも大丈夫です。

ここにみょうばんを入れます。
これも基本的に食品なので普通にスーパーなどで手に入ります。
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純水は電気を通さないので、不純物の役割をするそうです。

これはしょうゆさしにクリップを伸ばして2本刺したものです。
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この容器に先ほどの水を一杯になるまで入れます。
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この2本の針金部分に電池を当てると電気分解が始まります。
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中身から水がなくなったら、酸素と水素しか残っていない状態です。


酸素は燃えるのを助ける役割しかありませんが、水素は燃えます。
そこで容器の口に火を近づけて容器の腹を押すと…
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ポンッと音がします。
水素が出来た証拠です。

すべておうちでも用意できますが、火の扱いには十分注意しましょう。






まだまだサイエンス・オープンキャンパスの実験はあります。

今回は本体が光るロウソク作りです。
えっ?ロウソクが光るのは当たり前?
そうじゃないです。火をつけなくても暗闇で光るという意味です。

本来はこの実験で使う蓄光顔料の説明がもっとも大切なのですが、ここでは素直に手順だけを紹介します。

ロウソクの元になるものを湯せんで溶かしていきます。
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普通にロウソクを溶かしたものです。同じようなこと家庭でもしたことありませんか?

せっかくなので、アロマキャンドルにしましょう。
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入浴剤のときも出てきましたね。

これを投入します。
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よく混ぜます。

さあ、いよいよ蓄光顔料の出番です。
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これを入れてよく混ぜるのですが、これがなかなか混ざりません。
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混ざったところでロウソクの芯が入った紙コップに移します。
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あとは固まるのをしばらく待つのみ。

できあがると写真のようになります。
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クレヨンを削って入れると色もつきますが、入れすぎると蓄光顔料の効果が薄くなるそうです。

暗くすると写真の通り。
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火をつけなくても十分きれいですね。
ぜひお部屋に一つは欲しい一品です。



今回もサイエンス・オープンキャンパスでの実験から

ゴツゴツスーパーボールを作ろうです!
これもあっという間に定員が埋まった人気実験です。

使用するのはラテックス液
原液と水を1:1の割合で混ぜたものです。
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そこに好きな色をつけます。
ちょっと入れれば十分です。

よく混ぜます。
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これがなかなか混ざらないもんなのです。

今度はクエン酸に水を入れて溶かします。
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この液が重要になってきます。

さっきのラテックス液にこの液体を入れ…
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すぐに混ぜます!
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ラテックスにあるタンパク質は集まらない性質を持っているのですが、クエン酸を入れるとこれを電気的にくっつける性質になるのです。

さあ、固まってきました。
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これを水で洗って手で丸めます。
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ここからは地味な作業ですが、写真のようなスーパーボールができます。
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ゴツゴツというよりは「いびつ」ですが、よく跳ねます。
参加者も楽しそうに弾ませていました。




さて、サイエンス・オープンキャンパスも終わったところで実際に行われた実験を紹介します。

今回はいい香りの入浴剤を作ろう!
ということで、予約開始後あっという間に予約が満員になった人気実験です。

まずは使用する材料から

重曹とクエン酸です

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どっちがどっちだかよくわかりませんね。
でも実際に見ると粒の様子で分かります。
重曹といってもベーキングパウダーなので、お母さん達はすぐ分かるでしょうね。

それと無水エタノール、アルコールでもOKです。
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さらに色を付けるための食紅です。
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なんか、どれも食べられるモノばかりですね。
ということはかなり安全な実験のようです。

原理はおいておくとして、実際に作ってみましょう。
まずは重曹とクエン酸、そして食紅を混ぜます。
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きれいな色ですね、口に入れても危険はありませんが、味はとても食べられるような代物では無いそうです(笑)

ここに無水エタノールを入れます。
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粒を固めるためのつなぎの役目をはたすものだそうです。
化学反応が起こらず、早く蒸発するので今回はこれを使いました。

そこに香りを付けます。
100円ショップで売っているアロマグッズとのことです。
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3,4滴で充分とのこと。
いい香りがただよってきました。

一生懸命混ぜていると、いよいよ固まり始めてきました。
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これを固めます。

型を使ってあげると、こんなかわいい入浴剤ができます。
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なんか使うのがもったいないですね。


さて、今回は高校生のサイエンス・ラボラトリーです。
ちょっと高度な内容で、酸化還元反応についてに実験をしました。

酸化還元って何?
ということにはこれからの内容を読んで納得してください(^ ^;)

まずは銅の粉をステンレス皿に5gはかります。
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しっかり5gはかれていますね。

これを火にかけて熱します。
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すると…

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徐々に黒い部分が広がっていき…

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こうなります。

ちなみに重さを量ってみると
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 少し増えているのがわかります。
これは酸化といって、銅が酸素と結びついた分重くなっているということなのです。

今度はこの酸化した銅に0.2gの炭素粉末を乳鉢ですりあわせながら、混ぜていきます。
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これを試験管に入れて
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火にかけます。気体誘導管の先端は石灰水の入った試験管の中です。
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すると、石灰水には泡(気体)が出てきて、白く濁りました。
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これは二酸化炭素です。
つまり銅と結びついていた酸素が炭素と結合して出てきたわけです。
すると銅はどうなっているかというと…

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なんと、元のきれいな銅の色に戻ってきています。
このように酸化されていたものから酸素がなくなることを還元というのですね。

 


 



さて、今回のサイエンスラボは「ガリレオ温度計を作ろう」です。
およそ350年から400年前ほどに作られたといわれる温度計を再現してみます。

さて、どのように作るのかというと…

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まずはビーズを用意します。
色を分けているのは、自分が何度を担当するのか、わかるようにするためです。
ちなみに今回は30℃が金、27℃が赤、24℃がオレンジ、21℃がピンク、20℃が紫、18℃が白、15℃が緑、12℃が青です。

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まずは、とりあえずビーカーにお湯や水、氷を使って自分の作成したい温度に調整します。
自分が担当する温度が27℃なら27℃にしっかり調整しないといけません。

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次にスクリュー菅のふたを開けて半分ぐらいビーズを入れます。
もちろん水が入らないようにしっかりとふたを閉めます。

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ビーカーにビーズの入ったスクリュー管を入れて、ギリギリで浮くように中のビーズの量を調整します。
お湯が冷めてしまうので、(あるいは温まってしまうので)ここからは時間との勝負です。

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この状態になっていれば(この場合は青なので、温度が12℃ならば)完成しているはずです。
つまり温度によってビーズの量を調整しているので、このスクリュー管がお湯の温度によって、浮き方が変わってくる性質を利用しているのです。
12℃の水の中に入れれば、この青いビーズの入ったスクリュー管は常にこのような状態になるはずなのです。
逆に12℃より温度が低い水の中ならばもっと浮くし、12℃より高い水(お湯?)の中に入れれば沈むのです。

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さあ、教卓に用意された水槽に自分の担当した温度のスクリュー管を入れてみます。
大体23℃くらいにしてあるので、自分の担当した温度が高ければ浮き、低ければ沈みます。

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色によって沈み方が違うのがわかりますか?(わかりづらくてすいません…)
中には調整失敗して、浮くはずなのに沈んでしまったものもあります。やり直しですね…。
ビーズ一粒、水一滴が大きく作用するものなので、根気のいる作業です。

皆さんお疲れ様でした。


前編では、「美しくて強い構造の橋」とはどのようなものかを考えました。

前編はこちら→

後編では実際に橋を作り、どのくらいの力に耐えることができるのかを実験します。

 どんな橋を造るか

①     川からの高さ4cmで川を渡るようにつくること。

②     重さは50g以内であること

③     破壊実験のためにおもりを載せる部分は安定するように作ること。

強い橋の条件

2Kgの重さに耐えれば合格。(おもりを載せて10秒数えて壊れていなければクリアとなる) 

設計図を考えている(軽い) 話し合って設計図を書きます。

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

作成中2 作成中

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

完成1 完成

 

 

 

 

 

 

 

破壊検査1(軽い) どこからこわれるのか、どのくらいの重さに耐えられるのかを予想してから破壊実験を開始しました。

 

 

 

 

 

 

破壊2(軽い) 3100gでつなぎ目から壊れました。

 

 

 

 

 

 

 

結果

「つなぎ目を補強する」「1本で支えているところを2本にする」

「つまようじを密着させる」など、どこを改善すれば、

より強い橋が造れるかを知ることができました。