夏休みの自由研究救済！家庭でお手軽な化学実験～家庭で簡単に炭酸水を作ろう！～

前々回の記事でヨウ素デンプン反応から炒飯とピラフの違いが科学的に説明できるのは面白かったね(*´▽｀*)

ゆうき

実験もその後のアプローチの仕方で興味が持てるかどうかが変わってくるよねヾ(*´∀｀*)ﾉ

今回も楽しめる実験を紹介しようか^^

こんにちは！ゆうきです。
科学で身近なものを説明できることが楽しいと勝手に思っていいますσ(^^；)

ボクも「化学」に興味を持ち始めたのは、高校生で習う「ビニロン」や「ナイロン」の話を聞いてからでした。
今回は身近な食材でもあって，掃除でも役立つ「重曹」と「クエン酸」についての実験を紹介しますね^^
ひと昔前にYou Tube等の動画で流行ったメントス－コーラの激しくない版だと思ってください。

ちょっと小学生の分野を超えた説明もあるので、対象は小学生全学年です。まずは身近な科学をご家庭で体感してみてください。

夏休みの自由研究救済！家庭でお手軽な化学実験～ヨウ素デンプン反応～

本当にサイエンティスト（博士号取得者）かを疑われる前に今回は少し科学者っぽいことを書いてみました(笑)

夏休みの自由研究救済！家庭でお手軽な化学実験～砂糖と片栗粉の分離～

前回はヨウ素デンプン反応を紹介しました。小学校の課程ではただ色を変えて終わりの実験ですが、今回はヨウ素デンプン反応を応用した実験を紹介したいと思います。

この記事の目次

1. 用意する物
2. 3つの実験
3. 結果
4. もう一歩
5. まとめ

1. 用意する物
2. 3つの実験
3. 結果
4. もう一歩
5. まとめ

1. 用意する物

・水（水道水）
・重曹（炭酸水素ナトリウム）（注意！：食品添加物のものを使用してください。）
・100%レモン果汁
・クエン酸（注意！：食用を使用してください。）
・洗面器
・プラスチックカップ
・500mlペットボトル

2. 3つの実験

【実験1～反応の観察～】

1) プラスチックカップに100%レモン果汁を適当量入れる。
2) 100%レモン果汁を入れたプラスチックカップを洗面器に入れる。
3) プラスチックカップに3 gの重曹を加えて反応の状態を確認する。

【実験2～吸熱反応を体感しよう！～】

1) 手のひらに小さじ1杯程度のクエン酸と重曹を乗せ、軽くかき混ぜる（図1）。
2) 少量の水をクエン酸と重曹の上からかける。

図1. 手の上に重曹とクエン酸を乗せる

【実験3～自家製の炭酸水を作ろう！～】

1) 500 mlペットボトルに400 mlの水を入れる。
2) 砂糖12 gとクエン酸10 gをペットボトルに加える。
3) 溶液の入ったペットボトルの蓋を閉め、砂糖とクエン酸が溶けるまでペットボトルをよく振る。
4) 溶液の入ったペットボトルを20分程度冷蔵庫に入れて冷やす。
5) 200 ml程度を大きめのコップに移し、2.5 gの重曹を加える。
6) コップの下方に固体が残るようであれば、割りばし等で溶けるまでよくかき混ぜる。
7) できた溶液を飲んで味を確かめる。

3. 結果

【実験1】
カップ内で激しく泡が発生します（図2）。また反応後のカップを触ると冷たいです。

図2. 反応中のカップ

【実験2】
手の上で化学反応が進行し、激しく泡が発生します（図3）。また反応中は冷たく感じます。

図3. 手の上での反応

実験1と実験2で共通しているのは、重曹とクエン酸の反応から二酸化炭素が発生していることです（eq. 1）。

この反応は吸熱反応といって、周りから熱を取り込んで反応が進行します。それが冷たく感じる原因です。

重曹はベーキングパウダーやふくらし粉に含まれている料理にも使用されています。レモン果汁の中にはクエン酸が含まれているため、反応が進行しました。

実験1と実験2で異なる点は、水分が存在するかどうかです。
実験1 → 既に水分がレモン果汁中にある。
実験2 → 水をかけるまでは固体しか手の上にない。

実験2で分かる通り、水を後からかけることによって反応が始まります。
すなわち，重曹とクエン酸の粉末どうしでは反応が起こりにくく、水という媒体に溶かすことによって反応が始まります。

発泡入浴剤はこの性質を利用しています。
発泡入浴剤の成分表示を見ると、炭酸水素ナトリウムが含まれていてコハク酸等の酸を含むことによってお湯に入れると発泡が起こります（図4）。

図4. 発泡入浴剤の成分表示（炭酸水素Na = 重曹）

【実験3】

重曹を加えたときに泡が噴き出すように発生します（図5）
飲んでみると炭酸水ができていることが分かります。

図5. 重曹を加えた直後の容器

4. もう一歩

実験3で作った炭酸水はわざと甘みを抑える分量にしています。
最近では合成甘味料を用いた清涼飲料水も多いですが、砂糖を使用している清涼飲料水も数多くあります。
400 ml中12 gの砂糖の量が溶液となっているところを子どもが見れば、いかに冷たい飲み物で甘みを感じにくいかを実感してもらうことができます。