芳賀サイエンスラボ

炎の色で元素がわかる

Posted on: 2014年7月6日

2014年7月6日 於 霞ヶ浦環境科学センター

●目的
ものによって燃えたときの炎の色が大きく異なることを知る。目に見えるものと目に見えないものがあり、その一部は炎の色で判別できることを理解する。

●参加者
講師: 芳賀先生

スタッフ: 三澤文香、河合あかり、坂入愛

午前:キッズ13人/保護者6人
午後:キッズ15人/保護者9人

参加者計: 49人

●所要時間
【午前】
9:30 導入
9:40 実験1 ただの水かどうかをなめて確かめる実験
9:50 実験2 白金線をつくる
10:10 火を使う
10:40 実験3 複数種のラップの炎色反応 
11:05 花火の説明
11:15 実験4 ホウ酸、塩化リチウムなどの炎色反応
11:30 実験5 いろいろな水溶液の炎色反応
11:45 まとめ
12:00 終了

【午後】
13:30 導入
13:35 実験1
13:50 実験2
14:30 実験3
15:00 花火の説明
15:15 実験4
15:30 実験5
15:45 まとめ
16:00 終了

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●内容
*ただの水かどうかをなめて確かめる実験
 あらかじめ各テーブルに用意しておいた水道水、食塩水、砂糖水をそれぞれ見て、どれがどれだか予想してもらう。なめてもらって答え合わせをする。
 見た目では分からない、ただの水だけど、実はいろいろなものが溶けているということを示す。

*白金線をつくる
今回の実験では、白金線のかわりにエナメル線を用いた。まず、1本の割り箸の先が細い方から1.5cmのところに印をつけた。次に、きりを用いて印をつけたところに穴を開けた。両側からきりを刺すことで、穴を開けやすくした。そこにエナメル線を通して、穴から7cmくらいエナメル線が飛び出すようにした。飛び出たエナメル線を割り箸の先端方向にくっつけるように曲げた。反対側から出ているエナメル線は、丁寧に隙間無く割り箸に巻き付けるようにして、根本には赤いビニールテープを巻いた。最後に、直角に曲げたエナメル線の先端をニッパーを用いて丸めるように曲げた。
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*複数種のラップの炎色反応
使ったラップはポリラップ、サランラップ、クレラップ、リケンラップの4種類である。ラップは切り取り、小さく(厚く)折りたたんでおく。エナメル線の先端をガスバーナーで軽く熱し、先端が赤くなったところでガスバーナーの炎から離す。折りたたんでおいたラップに押し付け、ラップが溶けたのを確認する。再びエナメル線をガスバーナーの炎に入れて、炎の色を観察した。それぞれ色がちがうことを確認して、ラップの裏を見て成分にどのようなちがいがあるのか確認する。

*ホウ酸、塩化リチウムなどの炎色反応
各テーブルで、各試薬がボトルに入っている。白金線の先端の丸まっている部分に1滴たらし、ガスバーナーの炎に入れて炎色反応を確認する。それぞれの色を、感じたままに表現してもらう。

*いろいろな水溶液の炎色反応
最初に見た水、砂糖水、食塩水と、霞ヶ浦の水、太平洋の水をスプレーに用意し、ガスバーナーに噴射して炎色反応を観察する。それぞれの色のちがいから、何が溶けているのか予想する。

●スタッフ感想
<三澤>
今回の実験は炎色反応を用いたものでした。博士の指示をしっかり聞き、子ども達が積極的に色を見て違いを判断しようとしてくれたためとても円滑に進み、有意義な時間となったと思います。火を使う実験だったので怪我等の心配もありましたが、博士、スタッフの注意をしっかり聞いてくれたのでその様な事も起こらず良かったと思います。
銅線に前の実験の残りが着いていて綺麗に炎色が出ないことが何度かあったのはもう少し配慮すべきだったなと感じています。今回はありがとうございました。

<河合>
 今回が初めてのサイエンスキッズ参加であったため、名札の受け渡しなどで少し戸惑ってしまったが実験の準備などは特に問題なく行えたと思う。ハサミなどといった工作道具が今回一人一つあたるほど十分量あったのがよかったが、逆に一人一つあたらない場合を想定すると、相当なタイムロスが考えられるため、これからも多めに揃えていきたいと思う。
 また、今回は火を扱う実験であったため、子供が火遊びをしたり、怪我をしたりしないように十分注意をした。火の上で物の受け渡しをしようとする場面がよく見られたため、今後火を使う実験がある際は事前に注意しておくといいと思った。

<坂入>
 炎色反応の実験ということで、子どもたちも視覚的にわかりやすく楽しんでくれていたと思います。個人的に、炎色反応の色を自分の感じたままの言葉で表してもらうのがとても良いと思いました。ストロンチウムの赤を「イチゴの色」、カルシウムの赤橙を「夕暮れの太陽の色」、ナトリウムの黄を「ヒマワリの花びらの色」というふうに表現していて、色の名前で表すより具体的に共有しやすかったのではないかと思います。
 水をなめてみたり、ラップが溶けるにおいをかいだり、燃える火の色を見たりと、今回は特に体感しやすい実験であったため、子どもたちにもよく響いていたように感じました。

記入者
筑波大学 生命環境学群 生物資源学類 2年
坂入 愛

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