炎のハイスピード動画 [EX-FC100]

連休中に実家でジンギスカン&焼肉。
昼間っからビールを飲むことができるなんて本当に最高だ。

食べ終わってジンギスカン鍋と網を焼くために木片を燃やした。
その時の炎の様子をハイスピード動画を210fpsで撮影。

炎の広がる様子や巻きながら上昇する様子がよくわかる。

酔っていたので，420fpsで撮影するのを忘れてしまった・・・

次亜塩素酸ナトリウム

今日は札幌プリンスホテルでランチビッフェ。
予約していたので，窓際の席に案内してもらった。

窓の外では，作業員さんが池の掃除中だった。
作業の最後に『ナクロスーパー』という薬品を混ぜていた。

箱には『次亜塩素酸ナトリウム12%』と書いてあった。

次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)は，ハイターやブリーチなどの塩素系の漂白剤と同じ成分で，プールの殺菌にも使われている。

池には人が入ることはないので，物凄い量を適当に入れていた・・・。

ガスコンロのハイスピード動画[EX-FC100]

昨日購入したCASIO EXLIM EX-FC100のテストを兼ねて，ガスコンロの点火の瞬間をハイスピード動画モードで撮影してみた。

まずは210fps(1秒間に210コマ)のモード。動画サイズは480×360。

炎が広がる様子がよくわかる。

次に420fps(1秒間に420コマ)のモード。動画サイズは224×168。

EX-FC100本体で再生する場合には，暗さはあまり気にならなかったが，暗い…。
フレームレートが高くなればなるほど，撮影時の周囲の明るさが必要になるようだ。

今後は，特別な場合を除いて210fpsを使うことにする。

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勝毎花火大会は炎色反応ショー

お盆の墓参りで4ヶ月ぶりに3月まで住んでいた十勝へ。
夜，帯広市十勝川河川敷で勝毎花火大会に行ってきた。
2万発，観客17万人の北海道最大の花火大会だ。

今回もデジカメを持ち歩かず，サイバーショット携帯W61Sの高感度モードで撮影。
 

カラフルな花火の色は，すべて炎色反応によるものだ。

三津和化学薬品のホームページによると火花の色を決める炎色剤と，煙の色を決める発煙剤が使われていることがわかった。

炎色剤
・赤炎：硝酸ストロンチウム，炭酸カルシウムなど
・黄炎：しゅう酸ソーダ
・青炎：花緑青（酢酸銅・亜ひ酸銅），硫酸銅など
・緑炎：炭酸バリウム，硝酸バリウム
・白炎：三硫化アンチモン，炭酸バリウム

発煙剤
・赤煙：ローダミンBコンクなど
・青煙：フタロシアニンブルー，メチレンブルー
・黄煙：鶏冠石，バターイエローなど
・緑煙：オイルイエロー，フタロシアニンブルー
・白煙：亜鉛末，亜鉛華など
・橙煙：オイルオレンジ

使われている薬品を見ると，花火は決して環境にはやさしくないようだ。
環境に意識して，これらの薬品を使わないショーもあった。
線香花火の成分と同じらしいが，同じ色で明るさと華やかさに欠けていた・・・。

花火大会終了後の河川敷周辺の環境のことを考えると少し複雑な気持ちになったが，2万発の炎色反応ショーは素晴らしかった。

グラウンドから湯気

3月に入ってから暖かい日が続き，雪解けが一気に進んだ。

グラウンドの土から湯気が上がり，幻想的な雰囲気になっていた。

6年間過ごしたこの地とも3月末でお別れだ。
自然に囲まれた素晴らしい環境で，理科を実践するには最高の場所だった。
温かく見守り続けてくれた この地と人に感謝したい。

ドラえもん 塩の結晶人形 終了・・・

ドラえもん塩の結晶人形は頭がパックリ割れて終了した・・・
数日前からヒビが入り，日に日に割れ目が大きくなっていたので覚悟はしていたが・・・
  
割れた断面を見ながら原因を考えてみたが，表面に塗ってある塗装が結晶の成長の邪魔をして行き場を失った結晶が頭部を押し広げて割れてしまったのではないか?

説明書にはそのまま使用するように書いてあったが，この塗装を紙やすりなどで剥がして実験したら結果は変わっていたのかも知れない。
しかし，顔付近にはしっかりと結晶がついていたので，結晶の学習としては児童の興味や関心を引き出せて良かった。

もっと全身に結晶がついて塩だらけになることを期待していたが，タダでもらったものなので仕方がないか・・・。

ミョウバンの巨大結晶III

先週金曜日に週末放置することを考えて濃い目にミョウバン溶液を作っておいたが，土日でこんなに大きく成長して5年生もビックリ。

大きさは3cmできれいな正四面体!!

こんなに大きくなったので，やめ時が難しくなってしまった･･･
とりあえず，ミョウバンがなくなるまで続けることにした。

ドッキリ爆弾

保健室の先生から「怖いからあげる･･･」と『ドッキリ爆弾』をもらった。

袋の表面には「ふくろをあけないであそぶんだ。くっくっくっ」「ヘイ！食べものじゃないよ。」と。

裏を見ると･･･

＜遊び方＞袋の中の小袋を指でいっきに押しつぶすと袋が膨らんできますので5秒以内に2m位放れて(離れての誤字?)下さい。大きな音を立てて破裂します。

＜製品素材＞重炭酸ナトリウム，クエン酸

と書いてあった。

袋を振ってみると粉末と液体の入った小袋の感触があった。
粉末が重炭酸ナトリウム(炭酸水素ナトリウム・重曹)，液体はクエン酸の水溶液だろう。

小袋が破れてクエン酸の水溶液が重炭酸ナトリウムと反応すると･･･

炭酸水素ナトリウムはNaHCO3，クエン酸はC6H8O7なので化学反応式は･･･

3NaHCO3+C6H8O7→Na3C6H5O7+3H2O+3CO2↑

となり，クエン酸ナトリウム(Na3C6H5O7)と水(H2O)と二酸化炭素(CO2)が発生し，二酸化炭素で袋がどんどん膨らんで破裂するのだろう。

これは工夫すれば手作りできそうな予感･･･。

ミョウバンの巨大結晶は成長中。

先週から始めたミョウバンの巨大結晶作りだが，ようやくコツがつかめてきた。
結晶は1cmを超え，きれいな正八面体になっている。

1.残っている液と下に溜まった結晶を加熱し，ミョウバンを加えて溶かす。
2.ビーカーの中に結晶が残らないようにブラシで洗浄する。
3.1の液をろ過しながら2のビーカーに入れる。
4.3の液が25℃くらいになったら，成長した結晶を入れる。
5.4を発泡スチロールの箱に入れ，ゆっくり冷却させる。

これを繰り返すだけでどんどん成長している。

ミョウバン溶液の中にゴミやほこりが入っているとその物質を中心にミョウバンが結晶になってしまう。
2と3の過程を行うことで巨大結晶以外にビーカーの底などで結晶になってしまうミョウバンを減らすことができ，大きな結晶に集中するようになる。

どこまで大きくなるのか？まだまだチャレンジを続けようと思う。

ミョウバンの巨大結晶づくり

5年生『もののとけ方』の発展として，ミョウバンの結晶作りにチャレンジしている。

①飽和水溶液をつくる
まずは水を60℃くらいまで加熱し，ミョウバンの飽和水溶液を作る。
この水溶液を30℃くらいまで冷ます。

②結晶の種づくり
ミョウバンの小さな結晶(3mmくらい)をあらかじめ用意しておく。
細めのエナメル線を割り箸などに巻きつける。
エナメル線の先をハンドバーナーなどで加熱し，小さな結晶に刺して固定する。

③ゆっくり冷却
②を①の中に入れ，発泡スチロールの箱の中でゆっくり冷却させる。

1日で下の画像のように成長した。
 
この工程を繰り返し，巨大結晶を目指したいと思う。

野菜と果物の炭作り

野菜や果物などの有機物は加熱して水分を抜くとそのままの形で炭になる。
5年生の国語で『森を育てる炭作り』という単元があるので，それに関連させて試してみた。

作り方
1.フルーツの缶詰などが入っている大きく長い空缶に野菜や果物を入れる。
2.缶にアルミホイルを被せ，爪楊枝で小さな穴を1箇所だけ開ける。
3.ガスバーナーなどで加熱を続ける。
4.何時間か加熱を続け，穴から水蒸気が出なくなったら出来上がり。

しばらく加熱を続けると，穴から水蒸気が出てきて蒸し焼き状態になり、水分がどんどん抜けていく。
今回は，穴から水蒸気がでなくなったところでアルミホイルを取ってみた。
2時間くらいいろいろな実験をしながら待つと，外側は真っ黒に炭になる。
下の画像はオレンジ。外側は完全に炭になっている。

カッターで切ってみると，中はまだオレンジのままで完全に炭になるのはまだまだ時間がかかりそうだが，「蒸し焼きにすると炭ができる」ということは2時間くらいの加熱でｊ理解させることができた。

レモン・オレンジ・バナナ・ピーマンなどの皮が硬いものは，しっかりと原形を留めながら炭になることがわかった。
一方，下の画像のタマネギように，皮が薄く柔らかいものは，炭になるのにも時間がかかるし，形が崩れてしまう可能性が高い。

時間や予算がない時は，割り箸や木の枝などもお勧めだ。

たたら製鉄

北海道立理科教育センターの先生が中学校の科学部にたたら製鉄を教えるというので，片道200kmかけて見学とお手伝いに行ってきた。

まずは炉を組んで水分を飛ばすために加熱。
レンガの半分は中学生が手作りしたものだ。
 

炭と砂鉄をどんどん加えていく。


炉の内部は1300℃以上にもなる。


砂鉄に含まれる不純物は『ノロ』と呼ばれ，たまにかき出す。
 

別名『鉄のウンコ』。今回は安山岩質で粘り気が強かった。


 
残念ながら，ノロの中に米粒ほどの鉄が数粒あったのみ・・・。

大きな鉄の塊ができる予定だったのだが・・・
炉の温度が低かったのか，砂鉄の純度が低かったのか？
中学校の科学部の今後の課題となるだろう。

食紅と酢で染色液

今週，6年生の授業でペットボトル顕微鏡を作って細胞の観察を行おうと思ったら，
「あると思っていた酢酸カーミン・酢酸オルセインがないっ!!注文も間に合わないっ!!」　という状態に陥りました・・・。

そこでいろいろ検索した結果，自分にとって理科の聖地的存在である北海道立理科教育センター(理セン)のホームページにありました。
私と同じ課題研修員だった先生が食紅で染色液を作る方法にチャレンジしていたので試してみることにしました。
(この食紅を用いた染色液は，北海道岩見沢西高等学校　中島　憲先生の方法を参考にしています。)


準備
・食紅
・酢酸(食酢でも可)
・ビーカー
・加熱器具

作り方
酢酸25mlに食紅2gを入れ，加熱しながら溶かしていきます。

この液をろ過するか上澄みだけを使います。



染色結果
臭いも強烈ですが，染色作用も強力で1分くらいで核が染色されました。

酢酸カーミンなどと比較しても遜色ない結果になりました。
安価で簡単に作ることができるので，お勧めです。

炭酸ジュースを作ろう!!

二酸化炭素が水に溶けることを利用して炭酸飲料作りにチャレンジです!!

準備

・ペットボトル(炭酸系ではない柔らかいもの)
・二酸化炭素のスプレー缶
・レモン汁
・砂糖

作り方
1.ペットボトルに水を1/3くらい入れます。


2.レモン汁と砂糖を適当に入れます。


3.二酸化炭素をスプレーし，素早くキャップをします。
　中の空気をすべて追い出すくらいたくさん入れる。


4.ペットボトルを激しく振ります。

二酸化炭素が水に溶け，真空状態に近づいたために大気圧で押されてペットボトルが凹みます。この様子を確認するためにも，できるだけ柔らかいペットボトルの使用を進めます。

5.あとは飲むだけ。


考察など・・・
教育出版の教科書やNHK教育の6年生向けテレビ番組では，水と二酸化炭素だけでしたが，「どうせ作るのなら飲んでしまおう!!」とこの実験を思いつきました。
二酸化炭素缶は私が使用したケニスのもので5.8リットル630円とまあまあ高価ですが，この実験はいろいろなことを学ぶことができるのでそれだけの価値はありと思います。
市販のジュースのように圧力をかけて二酸化炭素を溶かす方法ではないので，微炭酸ですが，しっかりと炭酸ジュースの味がします。
砂糖だけでは飲みにくいので，香りづけにレモン汁を入れることでかなりジュースらしくなります。(市販のサイダーもレモン果汁が入っています)
また，大量の砂糖を入れなければ，市販のジュースのような甘さにならないことにも気づくことができると思います。このことを家庭科や保健の学習と結びつけることもできると思います。
ドライアイスをペットボトル内で溶かして炭酸飲料を作る方法も紹介されていますが，かなりの計算と知識を必要と爆発事故も多数報告されているので絶対にお勧めしません。

BTB溶液で牛乳

昨日に続き，BTB溶液で牛乳をテスト。

うすい黄緑色になったので，限りなく中性に近い弱酸性ということなのか？

BTB溶液で十六茶

6年『身のまわりの水よう液』でBTB溶液を使っていろいろな水溶液を調べた。

まずは土曜日の大会のお手伝いでもらったアサヒの十六茶。
 

最初はお茶本来の茶色が薄くなって黄色になったかと思ったが，濃い目のBTB溶液を入れても黄色を維持したので，このお茶は弱酸性のようだ。

児童も私も中性と予想していたが，意外な結果になった。
コーヒーも酸性を示すらしいので，お茶も酸性になってもおかしくないのか?
他のお茶でも試してみようと思う。