物質が水に溶ける様子
今回は、コーヒーシュガーとデンプンを用いて、物質が溶ける様子を観察しました。
※動画は都留文科大学理科教育法の模擬授業の一部
動画
スライドガラスが割れるシーン（※注意喚起用。メンバーの動画になります）
・準備物
コーヒーシュガー、デンプン(ろ紙が詰まるので少なめがオススメ)、水 100ml、三角フラスコ 2つ、100mlビーカー 2つ、ガラス棒 2つ、ろ紙 2つ、ろうと、薬さじ 2つ、薬包紙 2つ、スライドガラス 2つ、電子天秤、試験管ばさみ、濡れ雑巾、ガスコンロ、スライドガラス 2つ
・操作手順
- コーヒーシュガーと水50mlを100mlビーカーに加え、その重さを量る。
- ガスコンロで加熱しつつ、ガラス棒で撹拌しながらコーヒーシュガーを溶かす。溶けたら、濡れ雑巾の上に置いて冷ます。
- デンプンと水50mlをもう一つの100mlビーカーに加え、その重さを量る。
- ガラス棒で撹拌して溶かす。（※ガスコンロで加熱する必要無し）
- 冷めたコーヒーシュガー溶液とデンプン溶液の重さを電子天秤で量り、初めの重さと比較する。
- ろうとにろ紙をセットし、三角フラスコにろうとを差し込んでガラス棒を用いて、コーヒーシュガー溶液とデンプン溶液をろ過する。この際、溶液全てをろ過せずに、半分ほどろ過操作を行い、ろ過前後の様子を比較する。
- ろ過後のコーヒーシュガー溶液とデンプン溶液を別々のスライドガラスに少し垂らし、ガスコンロで弱火で加熱して水分を飛ばす。その後、濡れ雑巾の上に置いて冷ましつつ、様子を観察する。（※ガラスが割れるので、軽く動かしながら、ある程度水分が飛んだら日から離す。加熱しすぎ注意！）
- ろ過後のろ紙を開いて様子を観察する。
・留意点
- 今回はコーヒーシュガーの粒が大きかった。そのため、あらかじめ細かく砕いておくとよい。さらに、水ではなく30〜40度ほどのお湯を用意しておくと加熱の手間がない。さらに、加熱をするかどうかで混同が無い。熱過ぎるお湯を用意すると、デンプンが透明になってしまうので注意。同じ温度の溶液を用いる方が対照実験に近づく。
- デンプンは、溶液が軽く濁る程度の量が望ましい。量が多いと、ろ紙が目詰まりし、ろ過時間が大幅に伸びる。
- 溶けているものを加熱して取り出す作業では、加熱の仕方によりスライドガラスが割れる。そのため、スライドガラスを動かしながら弱火で加熱させるようにする。また、試験管ばさみが木製の場合は燃える可能性があるので、動かし方にも注意。
- 特にコーヒーシュガーは落ちにくくなるので、早めにかつしっかりと洗うほうがよい。
- 今回は試薬のg指定がなかったが、あらかじめ指定しておくとよい。
ものが溶ける様子を観察する実験。シュリーレン現象も組み込むと面白いかもしれない。
ちなみに、コーヒーシュガーはよく実験で登場するが、あまりなじみのある学生はいないのではないだろうか。コーヒーシュガーは、色が示す通り、カラメル溶液（カラメル成分）が砂糖（氷砂糖）に加えられている。コーヒーの香味成分を補うためにそのような工程があるという。さらに、他の砂糖に比べて溶けにくいので、溶ける様子を比較してみるのも面白いかもしれない。
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※都留文科大学理科教育の一環
