ベネッセ・サイエンス教室 12月

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今回のサイエンス教室は「スピードアップのなぞ」

石灰石に塩酸を入れるとどうなるのか?というところから開始。黒板には化学式が書かれている。仕事では使うことが無かったなーと思う。今回は化学反応の速度がテーマかな?

今回はいつもの先生は横で見ていて若手の女性がーーいつもの先生も若手の女性なんだがーー前で教えている。見習という感じかな。

石灰石に塩酸を入れると二酸化炭素が発生する。発生してることを確認する方法について、質問が出される。これはおなじみの石灰水に通すと濁ることを確認。実際にやってみて濁ることが確認される。ここで、一定時間(1分)でもっとたくさん得るためにはどうすればよいかを課題として出される。

子供たちからは

  1. 塩酸を濃くする
  2. 石灰石の量を増やす
  3. 試験管を小さくする

次に気体を集める方法が質問される

  1. 集気瓶
  2. 水上置換で集める

などが出される。

たくさんかどうかを判定するには比較するための基準が必要。基準となる反応は「室温で石灰石(3mmの粒状)1gに、濃度3%の塩酸を2mlを加えたもの」ーーうわー、これがヒントそのものだなーー。

仮説が正しいかどうかを確かめる実験が始まる。子供たちが実験の準備でわさわさして進捗が思わしくないので、たまらず、いつもの先生が「一旦、席に戻ってまとめてとりに来るように」と指示が飛ぶ。

さらに「今回の実験は難しいので頭の中で手順を通してイメージすること」という指示も出る。塩酸を使うから慎重にしないとね。

最初に比較の反応の実験をする。そして、次に子供たちが考えた、より気体を得ることのできる方法で実験する。

さて、その結果は、

  1. 基準は4.5cm、塩酸を5%にすると9.5cm
  2. 基準は同じ、石灰石1gをすりつぶし、塩酸を5%にする
  3. とよりたくさん発生
  4. 基準は泡が36、あたためると70、冷やすと15

*cmとは水を入れた試験管に気体を集めてできた空間の高さを測定。反応速度は

  1. 濃度
  2. 粒の大きさ
  3. 温度

が関係していると結論づけられた。

次に過酸化水素水に二酸化マンガンを加えると酸素が発生する実験を先生がやってみせる。二酸化マンガンを加えないでやってみせて酸素の発生がないーー実際には微量だけど発生ーーことも示す。その二酸化マンガンの量は減っていないことを知らせる。二酸化マンガンのような物質を触媒と言うことを教える。

二酸化マンガン以外に触媒はないかを調べることになる。触媒の候補としては

  1. 酸化銅
  2. レバー
  3. 二酸化マンガン

を挙げて実験することに。

酸化銅は反応がなかった。でも、レバーはちゃんと触媒の役目を果たしていることにはびっくり。二酸化マンガンも酸素は発生していたけどレバーの方が酸素は多く発生していた。酸素であることの証明は火のついた線香で行った。

アスコルピン酸(ビタミンC)にヨウ素を入れるとヨウ素の色が消え、さらにデンプンを入れ、さらに過酸化水素水を入れ90秒経つと黒っぽい色に変色した。この実験ができるのをお持ち帰り。「時計反応」と呼ぶ

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