小学校理科における気体学習の教材開発

実践報告

小学校理科における気体学習の教材開発

− 二酸化炭素についての気体学習 −

森下 浩史，市瀬 智嗣（長崎大学教育学部）

下村 周子（佐賀県立神崎清明高等学校）

【キーワード】 小学校理科，教材開発，気体学習，ドライアイス

1．はじめに

我々はここ数年，これまで長崎県内の小・中学校および長崎市科学館，公民館 などで，イ出前実験」と称し，小学生の子ども達を主対象に科学実験教室を行って きた。この中で「ドライアイスを触ってみよう！」や「プカブカ風船」というサ イエンスタイトルで，子ども達の興味を引きながら気体の性質に関する事柄につ いて参加体験型学習支援を行ってきた。

子ども達にとって，気体は目に見えないなどの理由でその実体は理解しづらい ものであると言われている。本報告は気体の中の二酸化炭素を取り上げ，「ドライ アイスを触ってみよう！」での実践事例を取り上げながら，理科の気体学習の中 にドライアイスを教材として利用することの視点から検討を加えたものである。

気体の性質について，子ども達の理解が得やすいようにとの観点から、教材開発 することを目的とした。また、子ども達の身近にある市販物の中で，二酸化炭素 の発生教材として利用可能である材料についても検討してみた。このことについ ても併せて紹介する。

2．二酸化炭素学習とドライアイス

小学校理科において気体に直接関係した学習内容1）は，第4学年「とじこめた 空気と水」，「ものの温度とかさ」，「自然の中の水」，第6学年「ものの燃え方と空 気」，「水よう液の性質」，「からだのつくりとはたらき」，「生き物のくらしと自然 かんきょう」の単元が用意されている。

小学校理科での気体学習では，混合気体としての「空気」の学習を経て，「酸 素」，「二酸化炭素」，「水素」等の気体の取り扱いへと発展的に各気体の性質につ いて学習する。二酸化炭素に関連した学習内容は，第6学年「ものの燃え方と空 気」，「水よう液の性質」，「からだのつくりとはたらき」，「生き物のくらしと自然 かんきょう」の単元で取り扱われることになる。

「出前実験」では，「空気」としての気体の性質の取り扱いから，「各気体の性 質」としての気体の取り扱いの問を埋めるために，「アンモニアの噴水」，「液体窒 素で液体空気を作ってみよう」（資料1），「液体酸素を作ってみよう」，「ドライア イスを触ってみよう」（資料2），「プカブカ風船」（資料3）などのサイエンスタイ

−183−

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ト ル で 気 体 の 性 質 に 関 連 し た 事 柄 を 実 施 し て き たo

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^{出 前 実 験}Jに 参 加 し た 子 ど も 達(小学 3'"'‑'6年生)に，面白いと思ったサイエンス項目を選んでもらったところ，

ド ラ イ ア イ ス に 関 係 し た 実 験 ( フ ィ ル ム ケ ー ス に ド ラ イ ア イ ス を 入 れ て フ ィ ル ム ケースのふたを飛ばす実験や， ド ラ イ ア イ ス を 水 の 中 に 入 れ て 白 煙 を 出 さ せ る 実 験 ) に 多 く の 子 ど も 達 が 興 味 を も っ と し た 結 果 を 下 村 は 得 て い る 2)

以 下 ， 出 前 実 験 の サ イ エ ン ス タ イ ト ル 「 ド ラ イ ア イ ス を 触 っ て み よ う に つ い て 紹 介 す る が ， 本 報 告 の 主 題 で あ る 二 酸 化 炭 素 の 学 習 に お い て 、 ドライアイス を 教 材 と し て 利 用 す る こ と の ヒ ン ト は ， 数 多 く 行 っ て き た 出 前 実 験 で 子 ど も 達 と 接する中で得られたものである。

3 .

出 前 実 験 fド ラ イ ア イ ス を 触 っ て み よ う Jに つ い て

出 前 実 験 「 ド ラ イ ア イ ス を 触 っ て み よ う !Jでは以下の各実験を行った。

① ド ラ イ ア イ ス を 観 察 し て み よ う !

物 質 と し て の ド ラ イ ア イ ス の 性 状 ・ 重 さ ・ 質 感 の 体 感 を し て も ら う 目 的 で 、 子 ども達に低温のドライアイスの小塊に触れてもらし、(軍手着用)， 観 察 し て も ら っ た 後 ， 子 ど も 達 自 身 に ド ラ イ ア イ ス を 金 槌 で 割 っ て も ら う 活 動 を 行 っ たD これら の活動後、 ド ラ イ ア イ ス の 作 り 方 に つ い て 、 二 酸 化 炭 素 用 の 消 火 器 を 噴 射 し て ド ライアイスの粉が生成してくること(断熱膨張)。また、これらを押し固めてドラ イ ア イ ス が 作 ら れ る こ と を 説 明 し て も 、 子 ど も 達 は 簡 単 に 受 け 入 れ て く れ る 。

② ド ラ イ ア イ ス と 金 属 の 不 思 議 な 関 係 !

子 ど も 達 に 金 属 製 の 薬 さ じ ゃ 水 道 の 蛇 口 な ど に ド ラ イ ア イ ス を 押 し 当 て る と ， 音 が 発 生 す る こ と を 体 験 し て も ら っ た 。 こ れ は ， 熱 伝 導 が 大 き い 金 属 に よ り ド ラ イアイスが加熱されて， ド ラ イ ア イ ス が ‑ 気 に 気 化 し ， そ の 発 生 し た 気 体 の た め に 金 属 が 振 動 す る こ と に よ っ て 音 が 生 じ た も の で あ るD

ま た ， ド ラ イ ア イ ス が 加 熱 さ れ て 気 化 す る こ と で 机 な ど と の 摩 擦 が 小 さ く な る 。 と の と と を 利 用 し て ， 自 作 の ホ ッ ケ 一 場 ( 発 泡 ス チ ロ ー ル 板 に 金 属 板 を 貼 り 付 け た もの)の中でドライアイスを滑らせる活動を行った。

③ ド ラ イ ア イ ス を 水 に 入 れ た と き に 出 る 白 い 煙 の 正 体 は ?

ド ラ イ ア イ ス を 水 の 中 に 入 れ る と 、 気 泡 と と も に 白 い 煙 の よ う な 水 蒸 気 が 発 生 する。他方、 ド ラ イ ア イ ス を サ ラ ダ 油 に 入 れ で も 水 を 含 ま な い サ ラ ダ 油 か ら は 白 煙 が 出 な い 。 こ の こ と か ら ， 白 い 煙 の よ う な も の が 水 蒸 気 で あ る こ と を 確 認 し て もらったD ま た ， 空 気 中 に 存 在 す る 気 体 の 水 蒸 気 の 存 在 に つ い て も ， 放 置 し た ド ラ イ ア イ ス 表 面 に 付 着 す る 霜 の 観 察 か ら も 確 認 し て も ら っ たD こ の ド ラ イ ア イ ス 表 面 で 繰 り 広 げ ら れ る 現 象 を ル ー ペ や 実 体 顕 微 鏡 を 用 い て 、 氷 が 結 晶 成 長 す る ダ イ ナ ミ ッ ク な 様 子 を 観 察 し て も ら う 活 動 を 行 っ た 。

④ ア サ ガ オ の 花 水 で 酸 性 ・ ア ル カ リ 性 を 調 べ よ う !

二 酸 化 炭 素 が 水 に 溶 け る と 炭 酸 水 に な り ， 酸 性 の 水 溶 液 に な る こ と を 説 明 す る た め に ， 酸 ・ ア ル カ リ の 指 示 薬 と し て ， ア サ ガ オ の 花 水 を 利 用 し た ( 色 素 : ア ン ト

シアン)。具体的には，アルカリ性にしておいた緑色の花水にドライアイスを投入 す る こ と に よ り 赤 色 の 酸 性 色 を 示 す よ う に な る 現 象 を 観 察 さ せ た 。 こ の 際 ， 子 ど も 遠 の 身 の 回 り に あ る サ ン ポ ー ル や レ モ ン 水 ， 石 け ん や 重 曹 も 提 示 し ， こ れ ら に つ い て も ア サ ガ オ の 花 水 で 酸 ・ ア ル カ リ の 判 別 を し て も ら っ た 。

⑤ 二 酸 化 炭 素 は 空 気 よ り 重 い ? そ れ と も 軽 い ?

あ ら か じ め 水 槽 の 底 に ド ラ イ ア イ ス を 敷 き 詰 め て 二 酸 化 炭 素 の ガ ス を 溜 め て お き ， そ こ に シ ャ ボ ン 玉 を 吹 き 込 む と ， 水 槽 中 で シ ャ ボ ン 玉 が 宙 に 静 止 す る 。 こ の こ と か ら ， 二 酸 化 炭 素 が 空 気 よ り 重 い こ と を 認 識 し て も ら っ た 。 こ の 際 ， シ ャ ボ ン 玉 が ド ラ イ ア イ ス に 接 触 す る 場 合 が あ る が ， こ の 場 合 に は 凍 っ た シ ャ ボ ン 玉 も 観 察 す る こ と が で き る の で ， 改 め て ド ラ イ ア イ ス が 低 温 で あ る こ と を 確 認 し て も

らうことができた。

⑥ フ ィ ル ム ケ ー ス の 中 に ド ラ イ ア イ ス を 入 れ て み よ う !

フ ィ ル ム ケ ー ス に ド ラ イ ア イ ス の 小 塊 を 入 れ ， ふ た を し て 放 置 し て お く と ， し ば ら く す る と ふ た が は じ け 飛 ぶ 。 こ の 実 験 に よ っ て 固 体 が 気 体 に な る 際 に 体 積 が 数 百 倍 に 増 加 す る ご と を 確 認 し て も ら っ た 。 こ の と き 同 時 に ビ ニ ー ル 袋 に ド ラ イ アイスを入れて袋の口を閉じ，袋が膨らむ様子も観察してもらった(物質としての 体積の占有の体験)。

こ の 「 ド ラ イ ア イ ス 」 実 験 を 行 う 前 に ， 子 ど も 達 が ド ラ イ ア イ ス に つ い て ど れ ほ ど 知 っ て い る の か ア ン ケ ー ト 調 査 を 行 っ た ( 資 料 4)0質問項目①「ドライアイ スを知っていますか.Jの結果を図 1に示したD

図知っている 図知らない

図1 ドライアイスを知っていますか (アンケート対象総数50人)

表 1 ア ン ケ ー ト 対 象 学 年

学年 人 数

小 学 校 1年 生 8  2年 生 11  3年 生 8  4年 生 9  5年 生 11  6年 生 2 

中学校 1年 生

。

2年 生

3年 生 8 

合 計 58 

こ の 結 果 ， 多 く の 子 ど も 達 が ド ラ イ ア イ ス を 知 っ て い る こ と が わ か っ た 。 し か し，知っていても見たことがある，または水に入れると白煙(子ども達は水蒸気で あるとは認識していなし、)が発生するということを知っている程度にとどまり，ド

Fhυ OHU 

ラ イ ア イ ス が 二 酸 化 炭 素 か ら 出 来 て い る こ と な ど の 化 学 的 な 性 質 ま で 知 っ て い る 子 ど も は 少 な か っ た 。 こ れ は 質 問 項 目 ② 「 ド ラ イ ア イ ス は 冷 た い で す か ， 熱 い で す かJ(図 2) ， ③ 「 ド ラ イ ア イ ス を 机 の 上 に 置 い て お く と ど う な る と 思 い ま す かJ

(図 3) の 結 果 か ら も 窺 い 知 れ た 。

34名

図2 ドライアイスは冷たいですか、

熱いですか

4 .

二 酸 化 炭 素 の 教 材 研 究

5名 13名

ロ気化する(消 図とけるえる)

図とけて水の ようになる 回わからない 図その他

図3 ドライアイスを机の上に置いて おくとどうなると思いますか

2.で 前 述 し た よ う に 出 前 実 験 で の 経 験 や ア ン ケ ー ト 結 果 か ら ， 物 質 と し て の ド ラ イ ア イ ス は 子 ど も 達 の 興 味 を 引 く こ と が わ か っ た 。 さ ら に ド ラ イ ア イ ス の 化 学 的 な 性 質 に つ い て 詳 し く は 知 ら な い も の の ， 多 く の 子 ど も 達 が ド ラ イ ア イ ス の こ と を 知 っ て い た こ と も あ り ， 小 学 校 理 科 の 気 体 学 習 に お い て ， 教 材 と し て ド ラ イ ア イ ス を 利 用 し で も 子 ど も 達 に は 抵 抗 感 は な い と 考 え ら れ た 。

ド ラ イ ア イ ス の 教 材 と し て の 活 用 を 目 的 と し て ， 理 科 の 実 験 で 一 般 に 用 い ら れ て い る 二 酸 化 炭 素 の 発 生 方 法 と 比 較 し て ， 入 浴 剤 ， ポ ッ ト 洗 浄 剤 な ど の 市 販 物 な どと一緒に， ド ラ イ ア イ ス を 二 酸 化 炭 素 の 発 生 教 材 と し て 利 用 で き る か ど う か を 検 証 す る た め の 実 験 を 試 み たD

5 .

実 験 方 法

ま ず 初 め に ， 一 般 の 理 科 授 業 で 用 い ら れ る 石 灰 石 と 塩 酸 の 反 応 や 炭 酸 水 素 ナ ト リ ウ ム の 熱 分 解 に よ る 二 酸 化 炭 素 の 発 生 速 度 を 調 査 し た 。 石 灰 石 と 塩 酸 に お け る 反 応 の 実 験 方 法 は 300mlフ ラ ス コ 内 で 二 酸 化 炭 素 を 発 生 さ せ ， 二 酸 化 炭 素 が 100ml溜 ま る ま で の 時 間 を 測 定 し ， そ れ を も と に 二 酸 化 炭 素 の 発 生 速 度 を 求 め た 。 二 酸 化 炭 素 の 捕 集 に は ， 油 上 で の 置 換 法 を 用 い た 。

次 に 市 販 物 の 入 浴 剤 ポ ッ ト 洗 浄 剤 な ど を 水 中 に 投 入 す る と 二 酸 化 炭 素 が 発 生 す る 。 こ れ ら の 市 販 物 に つ い て も 上 と 同 様 の 方 法 で 二 酸 化 炭 素 の 発 生 速 度 を 測 定 した。また， ドライアイスについては，水に投入せず， 300ml フ ラ ス コ に 入 れ て 二 酸 化 炭 素 を 発 生 さ せ た 。 ( 以 下 に こ れ ら の 市 販 物 の 価 格 を 示 す0 ・ドライアイス 500円/kg ・入浴剤 698円/20包 ・入歯洗浄剤 924円/108錠)

6 .

実 験 結 果

図 4に 石 灰 石 に 塩 酸 を 加 え た 場 合 に 発 生 す る 二 酸 化 炭 素 の 発 生 速 度 (ml/秒)を 示 し た 。 石 灰 石 ( 小 塊 )3gと 5gに 対 し て 塩 酸 の 濃 度 お よ び 使 用 量 を 変 化 さ せ た 場 合 の 実 験 結 果 を そ れ ぞ れ 示 し て い る 。 石 灰 石 は 市 販 の 小 塊 状 の も の を 使 用 し た た め に ， 二 酸 化 炭 素 の 急 激 な 発 生 は 抑 え ら れ ， 持 続 的 な 発 生 が 観 測 で き た 。 実 験 に 使 用 し た 石 灰 石 の 粒 径 の 大 き さ や 反 応 温 度 の 条 件 整 備 は 特 別 に す る こ と は な か っ た が ， 塩 酸 の 濃 度 が 高 い ほ ど ， ま た 塩 酸 の 使 用 量 が 多 い ほ ど 二 酸 化 炭 素 の 発 生 量 が 多 く な る 傾 向 を 示 し た05

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塩 酸 を 使 用 し た 場 合 に お い て 二 酸 化 炭 素 の 発 生 は 比 較 的 ス ム ー ズ で あ っ た 。 塩 酸 の 濃 度 が 高 く な る に つ れ て 反 応 の 初 速 度 が 大 き い

ことが図 4の 実 験 結 果 か ら も 分 か るO

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E) 出岡 市制 釈

o条 件2:塩酸10%・ 右 灰 右3g

A条件3:塩酸15%・

石灰石3g

。 。

10  20  30  塩酸の量(ml)

図4塩酸と石灰石の反応による二酸化炭素の発生速度

※ 塩 酸 5% (約1.5モル濃度)， 10% (約 3モル濃度)， 15%(約 5モル濃度)

図 5に は ， そ れ ぞ れ 小 塊 の ド ラ イ ア イ ス ， 入 浴 剤 ， ポ ッ ト 洗 浄 剤 で の 二 酸 化 炭 素 の 発 生 速 度 (ml/秒)を示したD ド ラ イ ア イ ス に つ い て は 空 の 300mlフラスコの 中 に 投 入 後 ， 室 温 で 二 酸 化 炭 素 を 発 生 さ せ た 場 合 と ， 投 入 後 50⁰

C

の お 湯 に つ け て 発 生 さ せ た 場 合 の 結 果 を 示 し て い るo 入浴斉IJ，ポット洗浄剤については，室温近 傍温度の水の中に直接投入した場合と， 50⁰Cの お 湯 に 投 入 し た 場 合 に つ い て 示 し ているO そ れ ぞ れ の 市 販 物 品 の 量 が 多 い ほ ど ， ま た 反 応 水 温 が 高 い ほ ど 二 酸 化 炭 素 の 発 生 量 は 多 く な っ た 。 図 4と図 5の 結 果 を 比 較 し た 場 合 、 図 5に お け る 二 酸 化 炭 素 の 発 生 速 度 は 格 段 に 大 き い こ と が 判 明 し た 。

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ロドライアイス(気温 17⁰C) 

‑ドライアイス(50⁰Cの 湯につけたもの)

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E) Mm 剰刺釈

A入浴剤(気温 14.5⁰C、7.!<5.量14⁰C) 企入浴剤(気温

14.5⁰C、7.!<5lift50⁰C) O ポット洗浄剤(気温

19⁰C、水温18⁰C) 10 

‑ポット洗浄剤(気温 19⁰C、水温50⁰C)

~・ ‑ー圃/1，‑ー・也

。 。

5  10  15  質量(g)

20  25 

図5市販物の二酸化炭素発生速度

こ れ ら の 市 販 物 に つ い て の 結 果 の 取 り 扱 い に つ い て は ， 一 般 の 理 科 実 験 で 用 い ら れ る 方 法 と 比 較 し て ， ① 時 間 的 な 問 題 と し て 二 酸 化 炭 素 の 発 生 速 度 が 劣 ら な い こ と ， ② 操 作 上 の 問 題 と し て 発 生 の 方 法 が 簡 単 で あ る こ と を ， 理 科 の 授 業 で 利 用 できることの判断基準とした。

こ の 基 準 と 照 ら し 合 わ せ た 場 合 ， 理 科 の 授 業 の 中 で 二 酸 化 炭 素 を 利 用 す る 場 面 において，二酸化炭素を発生させる方法として， ド ラ イ ア イ ス お よ び ポ ッ ト 洗 浄 剤 を 水 に 入 れ る 方 法 は 二 酸 化 炭 素 の 発 生 方 法 と し て 採 用 で き る と 判 断 で き る 。

7 .

実 験 結 果 考 察

図 5に示した二酸化炭素の発生速度調査の結果から， ド ラ イ ア イ ス や 入 浴 剤 等 を 利 用 し た 二 酸 化 炭 素 の 発 生 方 法 に つ い て 以 下 の 利 点 を 述 べ る こ と が で き る 。

①ドライアイス等を用いた場合， ド ラ イ ア イ ス 等 が 少 量 で も 一 般 の 理 科 実 験 な ど で 扱 わ れ る 発 生 方 法 ( 石 灰 石 と 塩 酸 の 反 応 ) よ り 速 く 二 酸 化 炭 素 を 得 る こ と が で きる。

② 塩 酸 と 石 灰 石 の 反 応 で は 劇 薬 の 塩 酸 を 使 用 す る こ と か ら 、 安 全 ・ 保 管 ・ 廃 液 処 理 面 で の 問 題 が あ るD こ れ に 比 べ ド ラ イ ア イ ス を 用 い た 場 合 は 比 較 的 危 険 性 が 少 な い 。 加 え て 実 験 後 の 片 付 け が 非 常 に 楽 で あ るD

8 .

結 論

気 体 学 習 で は ， 気 体 に は ① 重 さ が あ る こ と ， ② 重 さ が 保 存 さ れ る こ と ， ③ 体 積 が あ る こ と を 子 ど も 達 に し 、 か に 認 識 し て も ら う か が 問 題 と さ れ て き た 。 本 研 究 は 二 酸 化 炭 素 の 学 習 の 中 に 教 材 と し て ド ラ イ ア これらの問題の解決の糸口として，

イスの導入を試みたものである、。

こ れ ま で の 出 前 実 験 で の 経 験 と 二 酸 化 炭 素 の 発 生 速 度 調 査 の 結 果 か ら ， ドライ

188‑

ア イ ス を 二 酸 化 炭 素 の 学 習 に 活 用 す る 上 で の 利 点 と し て 以 下 の2つを挙げること ができる。

①ドライアイスは気体の学習において， ド ラ イ ア イ ス の 塊 を 触 覚 的 ・ 視 覚 的 に 捉 えることができるため，触覚や視覚による認識が容易でない気体学習において，

こ れ ら の こ と を 補 っ て く れ る 有 効 な 教 材 と な り 得 る 。

② ド ラ イ ア イ ス は 理 科 の 授 業 の 中 で 二 酸 化 炭 素 の 有 用 な 発 生 材 料 と し て 活 用 で き るD

9 .

今 後 の 課 題

二 酸 化 炭 素 の 発 生 速 度 調 査 の 実 験 で は ， 試 料 の 表 面 積 に よ っ て 二 酸 化 炭 素 の 発 生 速 度 が 大 き く 変 わ っ て く る 。 よ っ て ， 二 酸 化 炭 素 の 発 生 速 度 を 比 較 す る 際 ， 粒 径 を 揃 え て 実 験 を 行 わ な け れ ば ， 実 験 値 を 完 全 に 信 頼 す る こ と は で き な い た め ， 市 販 物 の 二 酸 化 炭 素 の 発 生 速 度 調 査 に お い て ， 試 料 の 粒 径 を 揃 え た 実 験 を 行 う こ

とが検討されなければならない。

さらに， ド ラ イ ア イ ス を 小 学 校 理 科 授 業 の 中 で 使 用 す る 上 で ， 簡 便 に 利 用 で き る 保 存 法 お よ び 入 手 法 ， さ ら に 児 童 が ド ラ イ ア イ ス を 扱 う 際 の 安 全 対 策 に つ い て ガ イ ド ブ ッ ク を 作 る な ど の 検 討 を 加 え て い く 必 要 が あ る と 考 え て い る 。

ド ラ イ ア イ ス 取 り 扱 い ガ イ ド ブ ッ ク ( 案 )

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安 全 対 策

ドライアイスを誤って口にしない。

・触れる際には必ず軍手を着用する。(直接手で触れない。)

・狭い室内などは換気に気を付ける。(特に夏場はドライアイスが早く気化するた め，徹底する0)

O

観 察ι・実験の際の留意点

・ ド ラ イ ア イ ス を 割 る 際 に あ ま り 粉 々 に し な い 。 ( ド ラ イ ア イ ス を 粉 々 に し て し まうと，すぐに気化してなくなってしまう白)

・ ド ラ イ ア イ ス が 気 化 し た 後 に 残 っ て い る 水 滴 は 空 気 中 の 水 分 で あ る こ と を 確 認 す る 。 ( ド ラ イ ア イ ス の 粉 を 観 察 す る と ， 気 化 し て 後 に 何 も 残 ら な い こ と を 確 認 できる0)

参 考 文 献

1)た の し い 理 科 4上下・ 6上下，大日本図書株式会社， 2001  2) 下 村 周 子 ， 平 成 16年 度 長 崎 大 学 教 育 学 部 修 士 論 文 2006

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資料1液 体 窒 素 で 液 体 空 気 を 作 っ て み よ う

空気奄液体にし

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液体窒素"l:~\弓 1ろ苓志向を冷やしZ遊Æ芝およう 1 いろいろなもの、いろいろな操作(どう与るかな?)

。バナナ、N:セリ、とうふ、チュウチュウアイス (;f<;h'ilあ~øí.考ぷ5ぽÎ)

td.ま皿、ゃなぎ倒

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長南盟、蕗怪ダイオード 向FJ;jIlJ;j持続￡丈J

資料2 ド ラ イ ア イ ス を 触 っ て み よ う

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ド弓イアイスっτ6に ?

ド 弓 イ ア イ スlさ二酸化提素(気体)を冷やし亡‑80'Cで 固 め だ 固 体

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志向芭q.

法定I ド弓イアイス l幸と乞望号;事t;;~1(;)さ.手芭触る時に陪必ず軍手をしましょう.

実 騒 操 作

①  ドライアイスを観察してみよう!

まずドライアイスを割って、観察してみましょう.とくにドライアイスの表面を見て くださ凡ドライアイスの角(つの)がみえましたか?ドライアイスの筒コτ怠ん乱，

陶 Eのペットボトル、吉出

I  I 

^ょうか?

叫がポ仏刷"JJZ8fiのヂに~*a波紋d・>"ë'ðτさ￡九 I I  また、ドライアイスを空気中に放置しておくとドライアイスはどうなるでしょう

匡きffiO)悶ζ問 題 諒 をλれる II か?

空さ初邸宅;!，液体空気dザ'}‑‑;りとお花n‑. I I②  ドライアイスと金属の不思議な閣係!

冷 却 に つ い て の 豆 知 識 ・ I I  ドライアイスを金属板の上に置いて指でIまじくと ドライアイスが滑っていきま 氷1∞gに食塩33gを混ぜると、‑zrcの寒剤ができます I I  す.どうしてでしょう?

半導体や非金属l.t，低j孟になると電気伝導性が悉くなり玄r. I I  また、ドライアイスをスプーンや水道の蛇口などの金属にくっつけてみましょう.

トンねレ工事での泥水の固化や輸血用の血液，受精卵の冷却保存に液体玄索は I I  もしかしたら何か音が聞こえて〈るかもしれません.なんの音でしょうかつ

利用されています II ~③ ドライアイスを水に入れたときに出る白い箆の正体は?

液 体 窒 案 。 取 扱 い に つ いZ陪 、 以 下 ぬ ご と に 柑 こ 注 意 し て 〈 ピ 1 1  水が入った水そうの中にドライアイスを入れてみましょう.もくもくと郎恨のよ

さ~\I I  うなものが出てくるlまずです.さあこ村主ー附可でしょうか?

注 意 1 ) 液 体 窒 素 の 沸 点 は 一 四6.C、 融 点 は ー21O.Cて寸.液11 1  サラダオイルの中にもドライアイスを入れてみましょう。水とサラダオイルとで 体 窒 素 が 直 接 皮 膚 に 触 れ る と 凍 傷 を 起 こ す 場 合 が あ り ま す 。 11 1  の様子の違いを見つけてください.

液体窒素を使用する場合{j:，皮手袋を用いるこじ 11  I④アサガオの花水で酸性・アルカリ性を調べよう!

注 意

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長 時 間 放 置 し た 場 合 、 酸 素 の 濃 度 や オ ゾ ン の 濃 度 が 上11 1  水にアサカ7の花びらを入れるとアサガオのお'M<できます.この中にドライアイ 昇して、急激な酸化反応や爆発を起こす場合がある。 111 スをいれると.どのような変化が起こるでしょうか?やってみてください.

⑤二酸化民家は空気より重い?それとも軽い?

水槽にドライアイスを入れ、この氷結の中にシャボン玉を入れてみましょう.シャ ボン玉は水そうの中で潰れてしまうでしょうか?それとも・・・・?

￨氷のシャボン玉をどうにかして作ってみて〈ださい. I 

⑥ フィルムケ}スの中にドライアイスを入れてみよう!

フィルムケースの中にドライアイスを入れてしばらくすると.フィルムケースのふ たb号車け飛びます.どうしてでしょうか?

ヒント:ポリエチレン袋にドライアイスをλれて.袋の口を閉じてみてください.ポリ エチレン袋はどのよう部臨ヨζ1J.りますか?

資料3プカプカ風船

プカフカ国船

ポリエチレン袋でプカプカ風船

ポリエチレン袋(大)の薄手のものを，用意します。

プカプカと，ポリエチレン袋が 高いところまで浮きますか?

1.ポリエチレンふくろをさかさまにして.ふくろのロの下方より尽を吹き込 んでみましょう。

道具【うちわ.せんぷうき(扇風機)】

2.ポリエチレンふくろをさかさまにして.ふくろの口の下方より熱い風を吹 き込んでみましょう.ミニ熱気球にするためには少しヱ夫がいります。

道具【へアードライヤー.ろうそく.カセットフー{筒易ガスコンロ)】

注意

炎で.ポリエチレツふくろカ明え出すことカ窃ります.

7](が入ったバケツを用意しておさましょう.

この実験は1人でl羽田すにやら租λで下さい.

やけとし租"ょう!こ.注意してください.

熱 1ので.軍手をはめてくださし¥，

3.ポリヱチレンふくろの中の空気を追い出します。ペシャンコにします。ふ くろのロをセロテープで閉じます。この中に軽い気体(ヘリウムや水素な ど)を入れると.ポリエチレンふくろはプカブカと浮いてくれます。

水素Iま.水の電気分解で作ることが出来ます.

ヘリウムは.却場の表面付近で.水素.(J)核融合反応で出来ています。

4.シャボン豆やゴム恩給の中に軽い気体を入れると.シャボン豆やゴム恩給 は上方に飛んでいきます.やってみましょう。{プカプカゴム昆給古改の日.婆ゐでしま

ってプカプカと浮かな〈なって，悲しい患いをした経験があるでしょう.これJ~sIこは見えないけどゴ

ム周知ゴム笠間刻、さな;拍()R山あって.その穴からへリウ.L.~味棄の分子由法げ出 L，I1，いからです.

資料4 ドライアイスに関するアンケー卜

月 日

ドライアイスに関するアンケート

小 学 校 ・ 中 学 校 年 生 男・女

このアンケートは牢鴻古文研究の資料として使用させていただきま丸 事前アンケート

‑ドライアイスを知っていま寸功、

a知うている b知らない

‑ドライアイスは冷たb、ですか.気いです語、

a冷たい b 雪~い

‑ドライアイJえをピエール岱こ入れてロを閉じると ビニール袋はどうなると思います泊五 a中が白<<もる b袋がとける e袋が腔3らむ信'Ihるd.わかちない eその他{

‑ドライアイスを相m上iこ置いておくとどうなると思いますれ

aとけて水のようになる hとける c気!t‑ずる(消えるわからない eその他(

事後アンケート

‑ドライアイスは何の国体ですか.

a水 b空気 c酸素 4二酸化炭素 eその他{

‑二酸化炭素が沼けた水溶液を何と含いますか. ( 

‑シャポン豆油有平〈実咲から、二酸化炭烹ば空気より重u、と思いますが、軽いと思います 品

、

a宜野、 b程い

‑ドライアイスをスれたフイノレムケースのふたが飛ぶmまなぜ?す方、

‑氷が水になるように、ドライアイスを相仰上に置いておくと液体になると思います品九 a.i在体になる b液似こならない

ごt~カありがとうございました.

長 崎 犬 学 教 育 学 部 市 瀬 智 嗣