【三態変化】実践DB


8 三態変化ダイジェスト(2)
〜液体窒素を使って〜


 
 一番前の真ん中の班の実験机のまわりに生徒を寄せて。
T『さあ、今度は、この液体窒素のなかに、液体を入れて凍らせて固体にしてし
 まい ます。入れるのは、水、エタノール、水銀です。』
 試験管にそれぞれの液体を入れて、凝固させる。
T『さて、水は…。どうやろもう固体になったやろか。』
P『そんなんすぐや』試験管が曇って見えにくい。水槽につけて、あたためタオ
 ルでふいて見せるが、なかなか見にくいのである。
T『このことよう見といてほしいねんな。水の場合、試験管の真ん中でデベソ
 になっとるねんな。つまり体積がふえとねん。それは、冬水道管が破裂したり、
 みんながよう麦茶凍らせたりする、そのときわかるやろ、でもこれかわっとる
 やで、ふつう考えたらおかしいねんで、そうやろ液体フラフラから、固体ブル
 ブルになったら体積小そうなるんがふつうと違うか。これは、水が変わりもん
 なんやな。また、あとで…』ゆっくり説明する時間がない。それよりも、「デ
 ベソ」が見える、見えないでたいへんである。
T『今度は水銀や』(ここで、またまたターミネータ2のラストシーンの話題で
 盛り上がる。ともかくほとんど生徒が見ているいるのであるから…。「そうや
 あのタンクローリーに入っとっとってこぼれたのがこの液体窒素で、液体金属
 ターミネーターは…」と一緒になって)
T『今度は、水のようにデベソではありませ ん。ふつうです。へこんでいます。
 見えますか』とやるが、なかなか、横から は見にくいので、試験管の上からの
 ぞき込むようにして見せる。なんとか見え る。
 『最後にアルコールです。これもふつうで す。へこんでいます。』途中で引き
 上げたときは、ドロッとしたまだ液体であ
 った。しばらく時間がかかる。
P『それ飲むアルコールやろ。』『へなかじれるやん』なんかへんなことに感動。

T『今度は、今できたそれぞれの液体に入れてみます。では、水から…』と、水
に氷を浮かべる。このとき試験管からとりだし、浮かんでいる氷は「デベソ」
 であったことがはっきりとわかる。
『次はアルコールです。すぐわからなくなります から、よーく見ておいて下さ
 いよ。』
 『沈んでいるでしょ』
P『わっきれい』すぐ液体にもどってしまうが、透明でエタノールの固体はきれ
 いである。一度に見えなかったものもいたので、 もういちどやった。
T『これが、ふつうなんですよ。そりゃ液体フラフ ラのものが、固体ブルブルの
 ほうが、こう縮んで重くなるんだから…。だから、やっぱり水はかわりものな
 んです。』密度のことにふれたいが、ここでは深入りできない。
 とりあえずはよく見せるだけは見せた。
 水銀も同様にやってみたが、不透明であるのであまりよくわからなかった。

水の場合だけ「出べそ」や
だから液体の水に浮く
エタノールはへこむ
だから液体のエタノールに沈む
水銀も同様である
しかし、沈んでもわかりにくい


 今度は、臭素管を使って、気体→(液体)→固体の変化をみせることにした。
T『これは、臭素という気体です。毒です。色はついているが、透明なので気体
 で、気体ビュンビュンです。これを、ここへ(液体窒素)へ入れます。』
 一瞬に管のなかは、無色透明になるので「おおー(^o^)」という歓声。
 取り出してみると、管の底の方に固体の臭素が…、これで納得。

 今度は、水槽の水でこれを温めてみると、これまた一瞬で元の気体に、管全体
 が褐色となる。
 これをまったく同じように、少し圧の 高い(濃い)臭素管でやって見ると、固体に
  するのに時間がかかるかわりに、今度あたためて、気体になるとき「液 体」の
 臭素も観察することができる。
 生徒たちは流れる臭素を見て「やあ、血だ」と。
 (まさにそんな色なのである。)

固体・液体・気体すべてがみられる 流れる液体の臭素が


次には「液体の酸素」である。2学期には、「気体」の単元を学習したいと思
っている。ややもすると、「肉眼で見えない気体を物質として認識する物質認
識」がうすいところである。この際、はっきりと液体になるところを見せてお
くことは、これからの物質学習になにかと有効であろう。
T『今度は酸素です。このポリ袋にいれます。』(実験用ボンベからストロー
 を使ってポリ袋へ入れる。パンパンにふくらんでいること確認)
 『沸点は…(−183度、教科書の表あけているものが)、だからこうして
 液体窒素のなかに入れると…。』
 『はい、これです。よくて見て、なに色に見えますか。』
P『青色』『きれ〜い』(確かに、きれいうすい水色である。この印象はかな
 りのものらしい。卒業した生徒が、「あの青い酸素」を憶えていると聞いた
 ことがある。沸騰していること、体積変化にも注目させておく。)
』。これまた、アンコールのリクエストの多い実験であ
 る。

『ほら、青い液体酸素がY(^^)ピース!』

※ 98年度は、ここへ火のついた線香を入れてみた。ポッと線香が燃える。
 なかなかみごとである

 残された時間、窒素の量も少なくなっている。ここで、再び窒素そのものに
 もどり「体積変化」のことに注目させる。
T『さあ、今度はもう一度、窒素の液体と気体の体積変化を考えます。』と言
ってティシュペーパーを液体窒素のなかに入れて取り出す。確かに「濡れて
 」いる。これをポリ袋に入れる。すばやく口をくくる。
 すぐにポリ袋は、膨らみはじめパンパンになる。
 『液体フラフラの窒素が、気体ビュンビュンの窒素に なって、体積が…』な
 どと言っている間に、ポリ袋は変形までしてくる。
 ついには『パッーン

気体ビュンになるとうんと体積が大きくなる

※ 98年度には、フィルムケースに入れて周囲の安全を確認してふたをした。
なかなか迫力でふたが飛ぶ。『窒素鉄砲』


最後に、いろんなものを液体窒素のなかに入れ「カチンコチン」にしてしまうと
ということをやった。今回にやったものは次のようなものである。
・花 (握りつぶすとペキペキに、人気は高い。生徒が握りつぶしたがった。)
・キュウリ(バナナのかわりである。「バナナで釘を打つ」をやる代わりに…
      結構時間がかかった。)
・ミカン(こわすと、粒つぶひとつひとつまでがバラバラに。)
・テニスボール(机に落とすと、ガラス球の用に、ベキベキに、破片を取り合い
        をしてほしがっていた。)
・消しゴム(ともかく、自分の手持ちのものも入れたがる。シャープの芯も入れ
      ていた。)

カチンコチンテニスホールを落とす
とまるで瀬戸物を落としたときのよ
うに「バッキーン」(゚o゚)ゲッ!!
バラの花もバリバリに ベキペキに壊れたバラの花に
思わず手が出る。


慌ただしい1時間であるが、「三態変化」を概観する1時間であった。
−200度の世界を生徒も教師も存分に楽しむことができた。


 感想・ご意見は、NIFTY SERVE教育実践フォーラム・専門館【理科の部屋】(FKYOIKUS#5)までお願いします。
m(__)mペコリ


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