理科の自由研究を夏休みの課題に行う人は多いです。
小学生の場合は現象の理由を理論立てて説明することは要求されませんが、
実験を行って結果を考察することは必須です。
今回、採りあげる卵の殻を使った実験は日常ではあまり目にしない姿を観察します。
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大抵は結果のわかっているものを手順通りに行ってその結果をまとめるのですが、
卵の殻の実験は日にちに余裕をもって行うことが大切です。
よく、すぐに出来るという触れ込みで、切羽詰まって行う人もいるようですが、
この実験は結果を見るまで数日、もしうまくいかなければさらに数日かかります。
ですから、あと１日しかない、という人には無理ですね。
時間に余裕のある人がおこなえば有意義な実験になるでしょう。
卵の殻を溶かす実験 準備するもの
最初に聞いた人は信じられないかもしれませんが、
この方法でうまく実験すると卵の硬い殻だけが無くなってゴムボールのようになります。
では用意するものを説明します。
◆準備するもの
・卵(良く洗っておきます)
・酢(食用のもの、普通は４％から５％の希釈)
・卵を入れる容器(卵が入ってなおお酢が２００ml以上入る大きさのもの)
食酢の濃度と容器の大きさは実験成功のポイントでもあるのでしっかりと用意してください。
では準備が整ったら実験を開始します。
卵の殻を溶かす実験
では早速実験です。
①容器の中に卵を入れて、酢を注ぎます。
このとき先ほど準備でも説明しましたが、お酢はたっぷりと入れましょう。
②キッチンペーパーなどをかぶせる
卵から小さな泡がで始めたら、キッチンペーパーなど通気性のあるものをかぶせます。
実験が長い時間にわたるのでほこりなどが入るのを防ぐためです。
③放置します。
ときどき様子を見ながら放置します。
殻が溶けてはがれるには普通、３日から5日くらいかかります。
気長にいきましょう。
④酢を取り換える
お酢をときどき取り替えます。
目安は小さな泡が出なくなったときですね。
卵の回りに泡がたくさんついていると思いますが、新しい泡が出なくなったらお酢の取り換え時です。
⑤薄皮だけになっていたら完成
お酢を取り換えながら様子を見て殻が無くなって薄皮だけになっていれば実験成功です。
条件によって多少前後すると思いますが、3日以上はかかると思いってください。
出来上がった様子が動画にありましたのでこちらもご覧ください。
観察結果を考察する
実験の過程で次のことが観察できたと思います。
・卵の殻が解けてゴムボール状になった
・お酢に浸かっている間、泡が出た
・完全に殻が無くなるまでにかなりの時間がかかった
当然ここから疑問が生じるでしょう。
・なぜ殻が解けるのか
・泡が途中で出なくなるのはなぜか
・新しいお酢に取り換えるとまた泡が出るのはなぜか
・泡は一体何なのか
など。
小学生の自由研究ならば、観察結果をまとめるだけでも良いと思いますが、
なぜそうなったか疑問を調べてみてもよいでしょう。
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◆小学生が調べておきたいこと
この実験でどのようなことが起きているのかをある程度調べておきます。
ネットなどにたくさん出ていますが、学校で習っている範囲でまとめれば問題ありません。
・殻が解ける原因
卵の殻の主な成分は炭酸カルシウムというものです。
一般に食用酢として販売されているものは酢酸というものを薄めたもので、その濃度は４％から５％くらい。
酢酸は炭酸カルシウムを溶かしてしまうので卵を酢に入れると殻が溶ける。
・泡の正体は
泡は二酸化炭素です。
なぜ二酸化炭素が発生するかは中学生以上で習う化学式を覚えないと理解できないので、
ここでは発生する気体が二酸化炭素であると覚えておきましょう。
・途中で泡が出なくなるの理由は
新しい泡が出ている間はお酢が殻を溶かす力があるということ。
泡が出なくなったら完全に溶けなくなるわけではないですが、スピードが極端に遅くなります。
その状態では溶かす力が無くなっていますが、新しい酢に取り換えると再び泡が出始めます。
もう一つ、殻が完全に溶けるまでに何日もかかる理由は酢酸の濃度が４％程度で低いからです。
また、酢の性質として殻を溶かすという反応が少しづつしか起こりません。
これは酢酸がイオンなりにくいという性質によるもので、高校生くらいの学習レベルになります。
ここまで説明しなくても、殻が完全になくなるまでの時間をシッカリと記録しておいてそれについて考察すれば十分でしょう。
こんなことを踏まえて、卵の殻を溶かす実験をしてください。
くれぐれも時間に余裕をもって行ってくださいね。
観察のポイントとある程度の結論まで触れてしまいましたが、
自由研究をまとめる参考にしてください。
次は少しこの実験を応用したものを紹介します。
歯磨きの虫歯予防効果の検証
卵の殻を溶かす実験に成功したらこの実験にもチャレンジしてみましょう。
良くフッ素配合の歯磨きが売られていますが、この効果は本当にあるのかどうかを検証します。
◆準備するもの
・卵
・酢
・卵がすっぽりと入る容器
・油性マジックインキ
・スプーン
・フッ素配合の歯磨き
◆実験の方法
①卵の殻に印をつける
卵の殻の真ん中に線を引きます。
上と下で形が違うので色分け等は特に必要ないでしょう。
②歯磨きで磨く
上側にフッ素配合の歯磨きを付けてすこし時間を置きます。
大体3分から5分くらいです。
普段の歯磨きの時間にしても面白いですね。
③歯磨きを流す
歯磨きを軽く洗い流します。
普通の歯磨きのすすぎですね。
④卵を容器に入れて、完全に水没するまで水を入れます。
卵は完全に水中に沈むようにします。
でも、前の実験程に神経質になる必要もありません。
⑤お酢を加える
スプーンでお酢を少しずつ加えていきます。
小さな泡がで始めるまで酢を加えます。
⑥フッ素歯磨きを塗った部分と塗ってない部分を比較します。
フッ素を塗ったところと塗っていないところの泡の出方を比較します。
塗った部分の泡の出方が塗ってないところと比べて少なかったら、フッ素の効果が証明されますね。
◆この実験の意味
虫歯ができる原因は歯磨きで落としきれない汚れに含まれる糖質を口の中の細菌が取り込むことでプラークというものができます。
プラークは虫歯の原因になる細菌の塊りのことです。
このプラークがやがて歯を溶かす酸を出すのです。
この実験ではこの酸の役割をお酢の酢酸にやってもらうわけです。
うまくいくかどうかはやってみないとわかりません。
いろいろな歯磨きで試してみても面白いでしょう。
一見手軽で面白そうに見える卵の殻の実験ですが、理科の自由研究として行うときには余裕をもって行ってください。
うまくいったら、歯磨きの実験も行うと日常と結びついた面白いレポートが出来上がると思いますよ。
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2017-05-22 18:58
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