@「気体(あわ)は何か」とか「白い粉の正体は何か」と子どもたちに追求さると、分子論に必ずいきつく。小学校段階では違うアプロ
ーチの仕方があると私は考えるので、分子論的な考え方が出ないように組んだ。いろいろな酸を使い、金属を使い、身のまわりにある物を使って、いろいろな現象について考えるという方法をとった。
Aこの子たちは、5年生の水溶液の性質の授業で「物が水に溶けるということは、水溶液 が透明になること、その水溶液から蒸発乾固でその物がそのまま取り出せる」という現象と論理を学んできた。酸に金属が溶けるということを、溶解の延長として入っていき、溶解と化学変化の違いを明確にしたい。つまり、溶解ではとけた物は蒸発乾固で取り出 せるので、「酸に金属がとけたのだから、蒸発乾固で確かめたい」と考える子が出てくるのではないか。その考えを生かしたい。(5年の溶解の授業とセットになる)
B化学変化については、金属マグネシウムをとけるだけとかすという実験で考えさせたい。
C子どもたちの考え方を発言やノートから聞き取り、子どもの思考を発展させるように実験の順番や種類を決めていきたい。
大変おもしろかった。授業としてうまくいったと思う。
*子どもたちは、次の実験を楽しみにしていた。理科が大好きになった。年賀状に、いつもは「私は頭が悪いからスポーツをがんばるの。」と言っていた子が「勉強、特に理科をがんばりたい。」と書いてきていた。
*酢酸マグネシウムを蒸発乾固で析出したときに、「先生、磁石を貸してください。」と言いに来た班があった。そして、「どうやったら元の金属マグネシウムと同じかどうかを調べられるか」と聞くと、@磁石で調べるA酢酸に入れるB水に入れるの3つが出た。特に、磁石と水に入れるという意見には感動した。子どもたちからは出ないだろうから、私の方から出そうと考えていたから特に感動したのかもしれない。
*たった一人でも自分の意見を主張する子が出た。酢酸に金属マグネシウムをとかして出てきた白い粉は、マグネシウムか?」と子どもたちに問うたときに、ほとんどの子はそくざに「違う。」とこたえたにもかかわらず、S君は「そうは思えない。」と手を挙げて発言した。(資料2のP7)
*「酸はすっぱい。酸は金属をとかす。ならば、すっぱいレモンは金属をとかすだろう。」という考え方ができるようにと私は願っていたが、そういう疑問を持つ子が出てきた。 (資料1のP3)
*「十円玉がとけるのに、なぜ銅はとけないのか。」と、自分の今までの知識と比べて実験を考えている。子どもが自分の生活経験(本音)を出してきている。
*早い段階から「蒸発乾固で確かめたい」という考えがいろいろな子から出てきていた。 (資料1のP4)
*いろいろな金属を塩酸に入れて1日おいておいた(変化のない金属が本当にとけないのかを確かめるために)実験で、スズの表面が少し変化しているのを見て、「少しはとけるのではないか。」という子が出てきた。授業ではとけない方に入れて整理したが(微 量とけるというと混乱してくるだろうと考えたので)、この子の観察の方が正しい。
*実験記録が詳しくなり、実験がていねいになり、それらの実験の結果に驚いていた。化学変化という現象に子どもたちは本当に驚いていた。(例;温度計、マグネシウムのとける量)
【ねらい】
酸について幅広く理解させたかった。「酸には、固体の酸、液体の酸、気体の溶けた酸があること」「酸は水溶液になって初めて酸の力を発揮すること」「酸水溶液は水に溶けないいろいろな金属(多様性)をとかす(化学変化)こと」「酸水溶液はは錆をとかすこと」「化学変化を起こしているときは、気体(泡)、熱が出ること(溶解との違い)」「化学変化とは、酸も金属も変化してしまい、元の金属や酸は取り出せないこと(溶解との違い)」
*資料2のP4
*金属の学習をやっておけば、金属マグネシウムは火で燃えるということも酢酸マグネシウムの性質を調べるときに使える。
*この実験は、太田小学校の最後の公開研究会の時(塩酸を使い試験管でやっていた。)に参観したことがあり、その時に子どもたちは「熱い、熱い。先生、温度計貸して。」 と動いていた授業であったのが印象的であった実験であった。川島先生はビーカーでやっていたので、それを使った。
*「塩酸+金属マグネシウム」にするか「酢酸+金属マグネシウム」にするか迷ったが、酢酸の方が味でも確かめられるということで有効であった。
*細かいことだが、ビーカーを使うか試験管を使うかは、ビーカーの方が有効であった。(マグネシウムの量、温度の変化…温度計が壊れるほど高熱になった、味をみる等)
*「酢酸に金属マグネシウムはいくらでもとけるか。」という問題は、常識的には「溶解と同じで限界がある。」と考えるが、実際にとかしていくといくらでもとけるので(過飽和というのだろうか、それになかなかならないので)子どもたちは実験をしながらゆ さぶられてくる。(資料2のP1)
(1)物質の変化に焦点を当てて追求させる。(とけるということ)
子どもたちは、溶解の授業(5年)で質量保存について学習してきた。水に物が溶けるということは、@透明になることA蒸発乾固でその物を取り出せるということ、である。その発展と考えて、水に溶けない金属が酸水溶液にはとけた(透明になる)という事実から化学変化という現象に迫りたい。(溶解…透明、蒸発乾固で元の物質が出る。水も変わらない。酸にとけた…透明、蒸発乾固で違う物質が出る。溶媒も変わる。気体が出る。)
@水にとけない金属などを酸はとかす。
A溶解と違い、酸にとけたものは、ふたたびもとの物質としては取り出せない。
B酸も金属も変化してしまう。
C熱と気体が出る。
(2)酸のはたらきを中心に扱う。アルカリ性は酸性を弱めるはたらきであるとおさえ、中和も化学変化であることをおさえる。
○5年の溶解と比較させる。
○酸は水溶液になってそのはたらきをする。
○味はすっぱい。
(1)固体の酸の実験
<実験1> 薬品A(クエン酸)は水にとけるか。
・溶解から入った。
<実験2> 薬品Aの水溶液に、チョークを入れる。
・水に溶けなかったチョークが泡を盛んに出してとけていくので、子どもたちは驚いていた。
(子どものノートより)
5年のときにやった実験では、チョークはとけなかったはずなのに、薬品Aの水溶液に入れたしゅんかん、シュワッととけていきました。
すごく小さいあわみたいなのが、下から上へ上がっている。よく見ると、水面から1p〜p位にかけて、そのあわみたいなやつが上に上がっていました。
<実験3> 薬品B(酒石酸)の水溶液をつくる。そこに金属マグネシウムをいれる。
(子どものノートより)
薬品Bをとかした液の中に金属マグネシウムを入れると、マグネシウムが白くなり、あわが出てくる。実験2とちがって、下の方はとうめいで、マグネシウムのところだけが白くにごっている、下のとうめいの所は温度が低く、白くにごっているところは温度が高くあったかい。
実験1のと実験3のとは、とてもあじがにていた。
(2)液体の酸で実験
<実験4> 氷さく酸と希さく酸とでは、どちらのほうが金属マグネシウムをはやくとかせるか。
(子どものノートより)
水でうすめた酸(きさく酸)のほうがはやくとけた。最初入れたときは、あまりあわを出さなくて、あとから希さく酸に入れたほうの金属がういた。それは、金属がとけだして、かるくなったからだと、班で考えました。あと、水でうすめていない酸にくらべて、きさく酸の方が大きいあわを出して、とけかたが激しかった。氷さく酸の中でマグネシウムはしずんで黒っぽい色をしていた。
○リトマス紙で身の回りにある物の中から酸性の物質を探しだせる。
○酸性の物は酸っぱい味がする。
<実験5>リトマス紙で、クエン酸、酒石酸、さく酸を調べる。いろいろな物をリトマス紙で調べる。
(子どものノートより)
レモン汁は、もうつけたらすぐピンク色になった。ぼくは、バスクリンが酸性になるのかなと思っていたけど、予想がはずれて、酸性ではなかった。レモン汁をうすめて、マグネシウムを入れると、かなりはやくマグネシウムがなくなると思う。
酸性というのは、しるや液が酸性になるのが多いんだなと思った。消毒のやつ(マキュロンが酸性になったそうです)は、ぼくは少しすっぱいのかなと思いました。今まで、クエン酸とか酒石酸のこなとかやってきてすっぱかったから、すっぱいのかなと思いました。
○塩酸は金属とさびをとかす。
○そのときにあわが出る。あわが出ていれば、とけている。
<実験6>塩酸に、スズ、亜鉛、アルミ、銅、さびたくぎ、石灰石を入れる。どうなるでしょうか。
(子どもたちは)
○石灰石はあわを出し、小さくなっているので全員がとけていると考えました。ほとんどの子が石がとけるということに大変驚いていた。子どもたちには強烈な印象を残した。
・銅、スズは変化がないのでとけないと考えている。
○さびたくぎは、さびが落ちた、くぎはとけないと考えている。
○アルミの変化には驚いていた。アルミ箔を使ったので、最初は変化せず、しばらくたってからいっきにとけていた。温度も上昇し、湯気が出ていることに子どもたちは驚いていた。
○亜鉛は意見が分かれた。あわが出ているだけで、外側の銀色の所だけとけ中の亜鉛はとけていないと考える班があった。
そこで、そのままビーカーを次の日までおいておくことにする。すると、亜鉛は全くなくなり、くぎのさびもとけて水溶液に透明の色が付いており、くぎの先からあわが出ている。あわを出していればとけていると考えるようになった。
<実験7>鉄粉を塩酸に入れる。
・鉄がとけることを鉄粉でもう一度確認しようと考え、この実験を入れた。
<実験8>十円玉を塩酸の中に入れる。
・実験8は、「10円玉がとけるのに、なぜ銅はとけないのか」という子どもの疑問を扱った。
(子どものノートより)
・私が一番びっくりしたのは、アルミのとけかたです。はじめは全然変化がなかったのに、20分たつと変化がはじまった。細かいあわが出始めた。25分で水じょう気みたいなのが出た。35分で、アルミはきえた。はげしくあわが出て、きえた。
・くぎはあわが出ていた。さびは全くなくなっていた。塩酸はさびをとかす。10円もき れいになった。これからは酢とかでさびをなくして再利用しようと思う。アルミはなくなっていた。アルミの中に酢を入れておいたらとけるのかな。
・とけたもの(水溶液)をじょう発させたらどうなるのかが知りたい。
○すっぱい物は金属をとかす。
<実験9>酢、レモン、うめぼしはすっぱい。では、金属マグネシウムをとかすでしょうか。
○塩酸、さく酸など、気体や液体がとけた酸は、蒸発乾固で何もでない。
<実験10>塩酸を蒸発乾固する。さく酸を蒸発乾固する。
酸を@固体がとけた酸(クエン酸、酒石酸)
A液体がとけた酸(さく酸)
B気体がとけた酸(塩酸)
に分ける。
○さく酸に金属マグネシウムをとかせるだけとかし、その観察から、酸も金属マグネシウムも変わり、ちがう物質ができたということを考える。
<実験11>さく酸の中に金属マグネシウムをとかしたら、いくらでもとけるでしょうか。
(M.J君のノートより)
3分後にとけた。すぐ2本目を入れた。どんどん白くなった。水面近くがあたたかい。3分後とけた。3本目を入れたら、すごくあたたかかった。水てきが上の方についている。ということは、気体が出ているということになる。
いっしゅんにしてとけた。あつくなった。85度くらいのあつさ。
35本目、とけるのがおそくなった。40本目、ゆげがでなくなった。ぬるくなってきた。最初ににおいをかいだら、はながつんときたけど、40本目では、においがつんとこなくなった。
水が白くなった。さわったら、どろどろだった。金属マグネシウムはさく酸にとけこんでいることが分かった。
さいしょのとき、すっぱかった。酸でとかしたら、にがくなってきた。
とけなくなった。味はかわっていたから、液の中にふくまれていると思う。ビーカーのやつを火であぶれば分かる。
<実験12>金属マグネシウムは、さく酸にとけて見えなくなりました。この中には、もとの金属マグネシウムのままでいるでしょうか。
(資料2のP4)
子どもたちは
@ 形は違うが金属マグネシウムが入っている。(26人)
A 入っていない。蒸発させると何も残らない。(5人)
B ちがう物が入っている。(2人)
と予想を立てました。
そこで、蒸発乾固です。
子どもたちは、この蒸発乾固の途中で、なめてみたり、さわってみたり、においをかいでみたりとしていました。そして、白い粉が出てくると、元の金属マグネシウムとは違うと考えるようになっていました。
白い粉が出た段階で磁石をかりに来た班がありました。
子どもたちは、この白い粉が何なのかを知りたがった。
(E.Y君のノートより)
ちがうものになった。白い固まった物と白い粉がでた。なめたら苦い粉薬みたいな味がした。
さく酸で、マグネシウムとはちがうとけ方をして、水にもとけた。両方ほとんどあわをださないでとけた。
ぼくの意見は見事にはずれた。まさか、水でとけるとは思わなかった。今度、この白いやつがなになのか調べたい。
(O.S君のノートより)
最初は、何も変化はなかった。ところが、約3分後、「じゅっわ〜ッ」と変な液体が出てきて、だいたい2分後、固まった。
これはいったいなんなんだろう?マグネシウムなのか?それとも、何かほかのものなのか?どっちにしろ、予想は、はずれた。
どうやらこれは、なにかほかのものだ。なぜかというと、水にとけたからだ。マグネシウムは水にとけないのに。じゃ、これはいったいなんなのか?とても知りたいです。
<問題13>さく酸の中に金属マグネシウムを入れたのに、性質のまったくちがう白い粉が出てきた。もとの金属マグネシウムはどこへいったのだろう。
(資料2のP8)
子どもたちは都議の3つに分かれた。
@ 白い粉の中に入っている。
A マグネシウムが白い粉に変化した。
B 気体になって出ていった。
<問題14>金属マグネシウムをとかした液の中に、さく酸はあるでしょうか。
・子どもたちは、当然あると答えます。そこでリトマス紙で確かめると、全く変化しないので驚いていました(酢酸マグネシウムはすっぱいにおいがするので)。
<問題15>金属マグネシウムをとかした液にリトマス紙をつけてみたら変化しなかった。さく酸はどこへいったのでしょう。
問題13,14,15とつなげて考える。
(資料2のP10)
(3)気体の酸
<実験16>炭酸水を調べる。
(4)アルカリ
<実験17>水酸化ナトリウム水溶液は、アルミニウム、鉄粉、銅、石灰石、金属マグネシウム、亜鉛をとかすでしょうか。
<実験18>アルカリ性の物を探そう
<実験19>さく酸(酸性)とアンモニア水(アルカリ性)をまぜる。
・子どもたちは酸性とアルカリ性が働き合って、お互いの力が弱くなると考えた。
(子どものノート)
酢酸約175ccとアンモニア水約225ccで、中性ができました。中性をつくるとちゅうから中性になった後まで、ビーカーが少し温かくなっていた。酢酸の強いにおいはそんなに強くなくなって、アンモニアの強いにおいも弱くなっていたようだった。変なにおいになった。アンモニアを入れているとちゅう、ゆげがでていた。
<実験20>実験19でつくった中性の液を蒸発させます。どうなるでしょうか。
中和も化学変化であり、酢酸でもアンモニアでもない物質ができる、ということを押さえたかったが、酢酸アンモニウムがあまりとれなかった。
子どもたちは、「アンモニアは気体のアルカリだから、じょう発させたら何ものこらなかったし、酢酸も、液体だからじょう発させたら何も残らなかったので、中性も何も残らないと思った。」と考えていた。
<『水溶液の性質』の授業>
今、理科で酸の学習をしています。昨日はこんな問題を考えました。
実験11 さく酸の中に金属マグネシウムをとかしたら、いくらでもとけるか。 |
<子どもたちの予想>
・ いくらでもとける…7人
・ とける量には限りがある…26人
<いくらでもとけると考えた子の理由>
@ あわを出してとけているから、金属マグネシウムは気体になっているんじゃないかと思う。(S.M)
A さく酸の中に金属マグネシウムが入るのなら、さく酸じゃなくなってきて、とけなくなってくると思う。(S.M)
* S.Mさんひとりで頑張っています。@で、S.Mさんは、あわに注目しています。そして、Aで、さく酸の中に金属マグネシウムが入り込むなら、さく酸の液に金属マグネシウムが入るのだから、純粋なさく酸ではなくなり、金属マグネシウムをとかすことができなくなってくるとも考えています。つまり、こう考えた場合は、途中で金属マグネシウムをとかすことができなくなるということです。
<とける量には限度があるという理由>
B 水に塩をとかして、そのうちとけ残りができたから。さく酸も液体なのでそうなると思う。(2人)
C ものに限度があるのと同じように、さく酸が金属マグネシウムをとかすのにも限度があると思う。(4人)
D 何個も何個も金属マグネシウムを入れていったら、そのさく酸にとけこんだ金属マグネシウムが満ぱいになり、それ以上とけこめなくなると思う。(2人)
E 金属マグネシウムがとけて、それが液体になって、さく酸がどんどんうすめられて、そのうちにとけなくなると思った。金属マグネシウムがとけこんで、酸の成分がうすめられる。(5人)
F 金属マグネシウムをずっととかしていると、さく酸は金属マグネシウムの液になてしまうから、金属マグネシウムの液に金属マグネシウムはとけなそうだから。(1人)
G とけたも物がとかした物の中に入っていいるんだから、さく酸の量は減って、金属マグネシウムがとけた液だけになる。だから、だんだん弱くなり、とけなくなってしまうと思う。(1人)
H マグネシウムをとかす酸でも、とかす力が強い酸ととかす力が弱い酸とがあったように、さく酸も、最初は、とかす力が強くても、とかしていったらだんだんとかす力も弱くなって、最後はとけなくなると思った。(2人)
I どんどん金属マグネシウムを入れていくと、酸の力が弱まっていくと思う。だから、何個も入れると、最後には酸の力が非常に弱くなって、金属マグネシウムもとかせない酸になっていくと思う。(4人)
J さく酸に金属マグネシウムを入れ続けると、1回とかすたんびに、酸の成分が落ちるから(弱まるから)、とかし続けることはできない。(2人)
* B〜Gの意見は、金属マグネシウムのとけ方に注目しているようです。H〜Jの意見は、さく酸のほうに注目しているような気がします。微妙に意見が違いますので、詳しく子どもたちに聞き直し、違いを明確にして、一人一人の意見をはっきりとしたいと思います。
<実験の結果>
(M.J君のノートより)
3分後にとけた。すぐ2本目を入れた。どんどん白くなった。水面近くがあたたかい。3分後とけた。3本目を入れたら、すごくあたたかかった。水てきが上の方についている。ということは、気体が出ているということになる。
いっしゅんにしてとけた。あつくなった。85度くらいのあつさ。
35本目、とけるのがおそくなった。40本目、ゆげがでなくなった。ぬるくなってきた。最初ににおいをかいだら、はながつんときたけど、40本目では、においがつんとこなくなった。
水が白くなった。さわったら、どろどろだった。金属マグネシウムはさく酸にとけこんでいることが分かった。
さいしょのとき、すっぱかった。酸でとかしたら、にがくなってきた。
とけなくなった。味はかわっていたから、液の中にふくまれていると思う。ビーカーのやつを火であぶれば分かる。
(Y.M君のノートより)
1個目は入れたらすぐ白くなってすぐとけた。2個目も白になってすぐとけた。2個目の途中、ゆげがでてきた。3個目は前よりでっかいあわが出てきた。しかも、前より早くとけていた。4個目もあわがでかく、早くとけた。5個目も4個目と同じ。ゆげがでていた。ビーカーをさわったらあったかかった。ビーカーに水蒸気がついていた。6個目はすごいあわだった。7個目もあわがでかかった。8個目の時、ゆげがすごくでてきて、くさくなった。9個目から10個目はゆげがまえよりおさまった。あいかわらずよくとけている。
11個目も12個目も10個目とかわらない。13個目は1つが2つにぶんれつした。14個目はあわがでかくなくなった。けむりも前よりへった。15個目は14個目と同じ。ビーカーはあつい。16個目も同じ。17個目もとけるのがはやい。13個目みたいにぶんれつした。18個目も17個目と同じ。ビーカーはあつい。ゆげはまあまあでてる。19個目も同じ。20個目も同じ。あつさはましてきた。21個目も同じよう。
22、23、24個をいっぺんに入れてみた。3つともあわはでかく早くとけた。ビーカーはあつい〜。25個目は前と同じ。今、思ったけど、マグネシウムははじによってとけている。26個目も27個目も同じ。28個目もかわらない。ビーカーはどんどんあつくなる。29個目もかわらず,30個目もかわらない。30個目の水の温度は66度くらい。
31〜40個目までいっきに入れたら、80度をこえたー!! 40〜50個までいっきに入れた。けむりがすごくでてきた。温度は81度くらい。50〜70個目までいっきに入れてみた。中はあわでまっ白。温度はあがらない。味は、最初なめた時とちがった味で、てつの味がした。つまり、マグネシウムがとけこんでいるんだ。だんだんあわが少なくなり、とけなくなってきた。
予想はあたった。いきおいがあった最初にくらべ、全くいきおいがなくなった。温度も上がって、だんだん下がった。70個も入れて、ずーっととけるのかな〜?と思ったけど、やっぱりとけなかった。
この水をさわったらベトベトした。きっとマグネシウムのとけこんだものがベトベトするんだ。そのベトベトの中にはマグネシウムが入っているのかな〜?
(K.T君のノートより)
1個目は、白くなり、すぐとけた。2個目は、あわがすこしでて、水じょうきがつき、ゆげもでてきた。3個目、4個目、5個目、6個目は、あわがすごいぶくぶくぶくぶくして、ゆげがもっとでてきた。7個、8、9、10と、もっとあわが大きくなってきて、10秒くらいでとけた。11、12個から、水(さく酸)がすごくあつくなってきた。このままいくと、いつまでもとけそう。
13個目は、1つが2つにぶんれつした。14個、大きなあわがなくなり、ゆげも小さくなってきた。15個目はさっきと同じくらい。16個目も同じ。17個目は先がわが大きく中が小さいあわ、18個目はさっきと同じくらい,19個目は、すごくおんどがあつい。20個目は、さっきよりあわがまた大きくなってきた。21個目も、だんだんあわが大きくなってきた。22、23、24個目も早くとけ、温度もあつくなってきた。26、27、28、29、30個目で温度60度。だんだんはやさがのろくなってきた。40個ちょうどをいれたら、なんと、80度。
50個目入れたら、けむりがいっぱいでてきて、50〜70個目をいれたら、中はあわがいっぱい、温度も急げきに下がり、味は、すっぱかったのが、うすいてつのあじがした。マグネシウムがとけこんでいた。温度は55度。もう、だんだんととけなくなっている。
だから、結果は、とけないでとちゅうで止まる。さいごに温度計をさわったら、べたべたした。
(A.T君のノートより)
ふっとうが弱くなっている。ゆげも少ない。とけるのものろい。水の中はにごっている。水の温度もちょっと落ちた。さっきよりぬるく感じる。においは同じ。
水の量が10ccへっていた。ふっとうしたせいで、水がじょう発したのではないかと思う。
とけ方がのろくなた。かんぜんにとけ方は止まった。水の中にあわが残っている。水はどろどろになっていた。のりみたいだと思った。
最初の味はシゲキックスのレモンのもっとすっぱいやつみたいだった。最後の味はすっぱくて後からにがくへんな味になった。
1本目から40本目までの変化は、@水の温度、Aとける時間、B味のちがい、だった。
(I.Aさんのノートより)
14個入れて、ブクブクとあわがたち、けむりが出て、ふっとうしたようにあつい。37個で80度をこえる。入れれば入れるほど温度が上がる。
60個以上でだんだんとけなくなってきて、69個で温度が下がってきて、とけるのがおそくなった。
最初にけむりがでていた時、けむりのにおいをかいでみたら、酸のにおいがしたので、これは酸が外に出ていっているのだと思う。70個以上で、最初30ccあった酸が20ccくらいまでへっていた。
だんだん酸がとろとろしてきた。これはたぶん、マグネシウムがとけたものだと思う。70個くらいでもうとけなくなった。
結果:とけなくなる。
マグネシウムは気体になって出ていってしまうというとけ続けるほうの理由があったけど、これはマグネシウムではなくて酸が出ていった。後にマグネシウムが残り、とけなくなった。
<『水溶液の性質』の授業2>
実験12 金属マグネシウムはさく酸にとけて見えなくなってしまいました
この中には、もとの金属マグネシウムのままで入っているでしょうか。 |
子どもたちは、静かに、この問題をノートに書いています。書き終わった子から考えています。教室は静かです。独り言を言っている子、となりの子と話している子。
K.M君が液をなめてみました。変な味なので、すぐにうがいに行きました。この辺から教室がにぎやかになってきました。
子どもたちの予想と理由を聞きました。
@ 形は違うが金属マグネシウムが入っている。(28人)
A 入っていない。蒸発させると何も残らない。(5人)
この二つの意見が出ました。
<@ の理由>
・ 向こう側が見える。すきとおっている。透明だからとけこんでいる。
・ とろとろした液体になったからとけている。
・ とけた時に小さくなったり、分れつしたりしながらとけたので、粉みたいに小さくなって出てくる。
・ いつまでもとけ続けないで止まったから、中に入っている。
・ 味がかわったから、とけている。鉄のさびた味がしたから。
<A の理由>
・ マグネシウムとさく酸の成分が気体になって出ていった。
・ 酸がマグネシウムを分解し、酸の成分もなくなった。
これらの意見に対して、班で話し合ってもらいました。
意見は、「A入っていない」に集中しました。「味がかわったのに、入っていないのはおかしい。」「分かいされたマグネシウムや酸の成分はどこに行ったのですか。」等。
すると、Y.M君が、意見を変えると言います。「@だったけど、Aに変えす。この水の中に70個ものマグネシウムが入っていないと思う。たった24ccに70個ものマグネシウムが入っていたら、量はもっと多いと思います。」と言うのです。
S.Mさんも意見を変えました。「私は@だったけど、新しい意見に変えます。入っているんだけど、一度はとけたマグネシウムだから、少しはちがう成分になっていると思う。前ビーカーに30cc入れたのに、後で見てみたら25ccになっていたので、マグネシウムの成分が少し出ていったと思うので、ちがう物がでてくると思う。」と言うのです。新しい考えが出てきました。
<新しい考え>
B ちがう物が入っている。
3つの意見でそれぞれの立場をはっきりさせてもらいました。その結果、
@ 形は違うが金属マグネシウムが入っている。(26人)
A 入っていない。蒸発させると何も残らない。(5人)
B ちがう物が入っている。(2人)
となりました。
さっそく実験です。
蒸発皿にその液体を入れ、アルコールランプで熱します。子どもたちはていねいな実験と、ていねいな観察記録を書いています。まくを作り、ぷくぷくとふくれながら蒸発していますので、そのまくを鉛筆でつついたり、少し取り出してみたりしています。
(M.Mさんのノートより)
少ししたら、パチパチして、あわがでてきた。皿のまわりと真ん中からあわが出て、皿のまわりに白い粉がついていた。皿がカタカタと動きはじめた。大きなあわがさかんに出た。えんぴつの先に液をつけてみたら、ベトベトして水あめみたいになった。上にはまくのような物がはっていて、ふくらんだりしていた。まくをえんぴつの先でやぶいたけど、まくはまくの穴をなおす力があった。まくは時間がたつとかたまった。
(S.Yさんのノートより)
まん中からぶくぶくとあわが出てきて、次にはじにもあわが出てきて、全体がまくでかこまれた。まわりにとびちったあわを見ると、白くてボンドみたい。においはマヨネーズ。中をさわると、いがいにかたい。ほようめんは、こおりがはったみたい。なめてみると、にがい粉薬のあじ。
<この白い粉はマグネシウムか?>
実験が終わったので、子どもたちに聞きました。「この粉は、マグネシウムですか。」
すると、ほとんどの子が、ちがうと答えました。マグネシウムかもしれないというのは、S.K君ひとりです。S.K君はノートにこう書いています。
「白い粉が残った。でも、安心できない。ちがうものかもしれないから。でも、ぼくは、どうしてもちがう物とは思えない。なぜ、ちがう物が発生するのか。」
そこで、「どうやったら、この粉がマグネシウムかちがう物か調べられますか?」と聞くと、
K.M君「マグネシウムは金属だから、この粉が磁石につくかどうか調べればい
い。」
E.Y君「マグネシウムはさく酸にとけたから、この粉をさく酸に入れてみれば
いい。」
O.K君「マグネシウムは水にとけないから、この粉を水に入れてみればいい。」
と意見を出しました。まったくするどい意見です。
さっそく実験です。班の中で手分けして、てきぱきと実験しています。結果はすぐ出ました。(金属マグネシウムが磁石につくかどうかを調べてからやった班があり、つかなかったので、磁石では分かりませんでした)
(S.K君のノートより)
水にとけた。それに酸にもとけていた。ということは、ちがうものだった。この意見を出したS.Mさんはすごいと思った。どこからちがうものがくるのだろう。それとも、マグネシウムがとけると、ちがうものになるのだろうか。
(O.H君のノートより)
何でマグネシウムがなくなったのか?どうゆうふうにちがう物になったのか。ちがう物とはなんなのか?
(E.Y君のノートより)
ちがうものになった。白い固まった物と白い粉がでた。なめたら苦い粉薬みたいな味がした。
さく酸で、マグネシウムとはちがうとけ方をして、水にもとけた。両方ほとんどあわをださないでとけた。
ぼくの意見は見事にはずれた。まさか、水でとけるとは思わなかった。今度、この白いやつがなになのか調べたい。
(O.S君のノートより)
最初は、何も変化はなかった。ところが、約3分後、「じゅっわ〜ッ」と変な液体が出てきて、だいたい2分後、固まった。
これはいったいなんなんだろう?マグネシウムなのか?それとも、何かほかのものなのか?どっちにしろ、予想は、はずれた。
どうやらこれは、なにかほかのものだ。なぜかというと、水にとけたからだ。マグネシウムは水にとけないのに。じゃ、これはいったいなんなのか?とても知りたいです。
(S.M君のノートより)
トロトロした物に入っていた物は、マグネシウムではなく他の物だった。つまり、酸とマグネシウムだけでなく、他の物が入っていた。
(O.K君のノートより)
マグネシウムを酸でとかすと、マグネシウムが別の物になる。火でじょう発させると、マグネシウムと酸がまぜあった白いやつができるのかなと思った。
(I.Rさんのノートより)
じょう発皿についていた粉をなめたら、よくわからないへんな味がした。
かたまりはマグネシウムではなくなった。磁石にはつかないし、さく酸ではとけない、でも水にはとけた、。
このかたまりは、マグネシウムではないよく分からない物だ。もしかすると、酸とマグネシウムがどうにかなって、へんてこなのができたのかもしれない。
(S.Mさんのノートより)
入っているけど、ちがう物が入っていた。金属マグネシウムとはちがう、軽くて白くて、てつとはちがう味がした。しかも、水に入れてとけないマグネシウムがとけて、さく酸に入れてとける物がまったく反対になりました。
じゃあ、この白くて軽い物はなんなのかなと思いました。私は、マグネシウムの成分がぬけた物か、さく酸のとけなくなった液体がかんそうした物だと思います。
(Y.M君のノートより)
最初、うつわのまん中からあわがでてきて、その後外側からあわがでた。そしてでっかいあわがでてきて、白いつぶがとんでいた。でているけむりはくさい。水はまくになり、ふくらんだりちぢんだりしている。そのまくをえんぴつでつついたら、えんぴつのつついたところがかたまった。うつわには白い物がついている。火を止めてもぷく〜とふくれてへな〜とちぢむ活動をしていた。においはマヨネーズみたいなにおい。最後は粉のかたまりみたいな白いものになった。これはマグネシウムには見えない。
結果:水に白い物を入れたら、とけた。マグネシウムは水にとけなかった。この白い物はマグネシウムじゃない、ちがう物体だった。きっと、マグネシウムがとけたものとさく酸がまざってちがうものになったと思う。どろどろの原因はこの物だったんだ。
<『水溶液の性質』の授業3>
前回の授業で、子どもたちは「白い粉は何なのか」を強く知りたいと思ったようです。当然ですね。そこで、今回は、その白い物体がなぜ出てきたのかを考えました。
問題13 さく酸の中に金属マグネシウムを入れたのに、性質のまったくちがう 白い粉がでてきた。もとの金属マグネシウムはどこへいったのだろうか。 |
子どもたちは、問題をノートに写しています。写し終わった子から考え出しています。しかし、なかなかノートに書きません。ノートの前の方のページを読みなおしている子、学級通信を読んでいる子、ほおづえをつきじっとノートを見つめている子。ストーブの燃える音だけが聞こえます。
5分後、ぽつりぽつりと書き出す子がでてきました。A.K君は、手を首のあたりに持っていき考えています。ノートに少し書いてはしばらく考え、そしてまた書いています。ここはじっくりと考えてほしいところです。
ある程度考えがまとまったところで、考えを出してもらいました。
<自分の考え>
@ 白い粉の中に入っている。
A マグネシウムが白い粉に変化した。
B 気体になって出ていった。
この3つが出ました。そこで反論を出し合いました。
まず、Bの考えに対して、意見が出されました。
「金属マグネシウムが気体になって出ていったというのなら、さく酸も熱するとなにものこらないのだから、何ものこらないんじゃないですか。」
それに対して、Bの子たちは、反論ができませんでした。
Bの子たちは、「さく酸で金属マグネシウムをとかしたときに、気体となって出ていったと思う。マグネシウムをとかしたときに、いっぺんにたくさん入れると、たくさんのゆげが出た。そのときにいっしょに、気体となって、蒸発したと思う。」という遠矢さんの意見に代表されるように、あわに注目しているのです。しかし、マグネシウムが気体になって出ていったなら、さく酸も気体になって出ていく性質があるので、何も残らないはずですね。
Bの意見でも、S.K君はちょっと違いました。S.K君はノートに、「ぼくは気体になって出ていってしまったと思います。なぜなら、マグネシウムを入れているとき、けむりが出てふっとうしていたからそう思いました。そして、残った物は、たぶんふっとうしてもじょう発しないところの部分じゃないかと思いました。」と書いています。これは、マグネシウムのある部分が気体になり、残りの部分が白い粉になったという、Aの考えを含んだ考えだったのです。
@に対しては、「白い粉の中に金属マグネシウムが入っているのならば、白い粉はなぜ水にとけるのですか。」という意見が出されました。
E.Y君が答えます。「できたちがう物といっしょになって、まじっていると思う。」 それを聞いて、首をかしげている子がいます。だったら、そのマグネシウムがとけないでしずむはずだ、と。
E.Y君の意見は、ほとんどが白い新しい物体に変化したのだが、一部金属マグネシウムが残っているという意見でした。
K,M君は、迷っています。
「ぼくは、少しだけビーカーの中に、金属マグネシウムの成分が残って、あとは気体となってじょうはつしてしまったんだと思う。
でも、さく酸もマグネシウムといっしょにじょうはつしていったのかな〜とも思いました。
それとも、さく酸とマグネシウムの成分が合成して、ちがう成分になって、マグネシウムがなくなったのかな〜とも思う。
でも、それだと70個ものマグネシウムと30ccのさく酸では、水がへらずに増えると思う。」
そこで次の問題にうつりました。違う角度から考えてみようとしたのです。
問題14 金属マグネシウムをとかした液の中に、さく酸はあるでしょうか。 |
この問いに、子どもたちは大きな声で「ある」といいます。そこで、リトマス紙で確かめてみました。すると、まったく赤くなりません。さく酸にリトマス紙をつけると、はっきりと赤く変わりました。
問題15 金属マグネシウムを溶かした液にリトマス紙をつけてみたら、変化
しなかった。さく酸は、どこへいったのでしょう。 |
問題13・14・15をつなげて考えるようにいいました。
<子どもたちのノートより>
(@の考えだっただったO.S君の考え)
さく酸をリトマス紙でしらべたら、すごい色にかわった。でも、マグネシウムをとかしたさく酸をしらべたら、色はかわらなかった。ということは、酸がぬけているということになる。70個ぐらいで金属マグネシウムがとけなくなったのは、さく酸がなくなったからだった。
(@ のE.Y君の考え)
さく酸はマグネシウムと合体して全部消えて、マグネシウムはたくさん入れたので少し白い粉に混じっていると思う。
(BからAにになったS.Mさんの考え)
リトマス紙をトロトロの液の中に入れてしらべました。そうしたら、変化はなかった。ピンク色にはならなかった。だからさく酸は入っていない。
私は、マグネシウムを入れたときに、ふっとうして、そのときにさく酸の成分が出ていったと思う。全部出ていったわけではないけど、そこからマグネシウムをとかすはたらきがなくなってきたからです。マグネシウムの成分と少しのさく酸ががったいして白い粉になったと思います。
(BからAになったT.Mさんの考え)
マグネシウムが白い粉に変化した。それは、マグネシウムのある成分とさく酸のある成分がまざって変化したものだと思う。マグネシウムとさく酸の成分が100%ずつ残っているのではないし、また、100%ずつなくなったのでもないもので、少しは何かの成分がなくなったのかもしれないけれど、その残った成分がまざって変化したのだと思う。
(BからAになったM.Sさんの考え)
マグネシウムをとかしているとき、酸と
マグネシウムが合体して何かになり、その間に
少しずつさく酸がじょう発していって、マグネ
シウムとさく酸の合体した何かが、この白い粉
になったと思う。
(BからAになったK.T君の考え)
さく酸はリトマス紙につけると赤くなった。マグネシウムをとかしたドロドロの液だと色が変わらなかった。
↓ということは
マグネシウムをとかすと、少しずつさく酸が出ていくことになるのではないか。
↓ということは
さく酸が全部出ていったということになる。
↓でも
白い粉はマグネシウムからできたはずだから、さく酸は出ていってない。
↓ということは
さく酸とマグネシウムが合体してできた物質なのではないか。
(BからAになったA.K君の考え)
ぼくはマグネシウムが白い粉に変化したと思う。マグネシウムは2つに分かれていて、白い粉になる方と気体となる方にとに分かれて変化した。
(AのM.Mさんの考え)
望月さんは「問題13」のときには次のように考えていました。
「白い粉は、マグネシウムが変化したり、マグネシウムの成分が変わったりしたんだと思います。だからマグネシウムが白い粉に変わってしまったのでは、と思います。」
それが「問題15」のときには次のように考えます。
「さく酸はマグネシウムをとかすために酸を使ってしまったか、マグネシウムによって酸の成分がなくなったのだと思います。だから白い粉にマグネシウムが変わったんだと思います。」
(AのO.H君の考え)
ぼくは、白い粉は、マグネシウムとさく酸がまざった成分だと思います。
さく酸はどうなったのか?
さく酸は、たぶん、マグネシウムを何本も入れたので、たぶんさく酸の力がなくなったんではないか。
(AのA.Sさんの考え)
私は、白い粉は金属マグネシウムの変化した物だと思います。
なぜ変化したのかはよくわからないけど、マグネシウムが酸のはたらきで変化して作られた物が白い粉になったと思う。だから、白い粉に鉄の味がしたんだと思う。
(AのS.Tくんの考え)
この白い粉は、さく酸とマグネシウムが合体してできたと思う。
(AのI.Yさんの考え)
わたしは 、やっぱり白い粉は金属マグネシウムが変化してできた物だと思う。気体になって出ていったという人に聞きたいんですけど、気体になって出ていったなら、何故なめたときににがいという人がいたんですか?
(AのO.K君の考え)
マグネシウムをとかした酸は、酸でもないしとけこんだマグネシウムでもない。酸のとかす能力とマグネシウムのてつだったのがなくなって、まざったやつが白い粉になったのかな。マグネシウムとさく酸がまざったやつ。
(Aの上野さんの考え)
金属マグネシウムは、とかしているときにさく酸とまざったんだと思います。だから、まざったものをじょう発させたから、白いものができたんだと思います。
(AのS.M君の考え)
さく酸は、マグネシウムを入れたら出ていくが、すべて出ていったわけではない。トロトロしたものにすこし酸のにおいがした。マグネシウムが白い粉に変化した。
(AのH.Sさんの考え)
私は、"うめの花ひらけ2−4"にのっていたY.M君の意見と同じように、金属マグネシウムとさく酸が、金属マグネシウムがとけたときに混ざってちがう物質(ドロドロの液体)になったんだと思います。だから、金属マグネシウムは、さく酸といっしょに白い粉に入っていると思う。
リトマス紙のにおいをかいだら、少しさく酸と鉄みたいなにおいがしたから、やっぱり、さく酸も金属マグネシウムも白い粉に入っていると思う。白い物体が水にとけたのは、さく酸と金属マグネシウムが合体して水にとける新しい物体になったからかな、と私は思いました。
(AのH.D君の考え)
リトマス紙でただのさく酸とマグネシウムを入れたさく酸をしらべたらまったくちがった。ということは、ちょっと酸がはいっているマグネシウムが白い粉に変化したと思う。
(AのS.Mさんの考え)
私は、あの白い粉がマグネシウムのある成分がぬけたものだと思うから、そのままのマグネシウムじゃないけど、マグネシウムはあの白い粉だと思います。
さく酸は、マグネシウムを白い粉にさせるためにきえたか、マグネシウムをとかすときに酸性分を使ってしまったままマグネシウムといっしょにかたまったと思います。
(AのK.T君の考え)
ぼくは、金属マグネシウムは、あの白い粉だと思います。金属マグネシウムがとけた水をじょう発させたら、金属マグネシウムがそのままじゃなく、粉になって出てきたんだと思います。金属の部分だけなくなって、粉になったんだと思う。
↓
70個目ぐらいにとけなくなったのは、酸が少しなくなり、酸の力が弱くなり、さく酸がマグネシウムとあわさり、白い物になったんだと思う。
(M.H君の考え)
金属マグネシウムは、一部が白い粉に変化して、その粉の中に含まれていると思います。
(A.T君の考え)
マグネシウムがとけたとき、あわが出たから、気体となって出ていった。出ていったのは最初についていた黒いのだけで、色が落ちて白くなったのがさく酸の中にとけこんで、じょう発させたら白い粉が出たんだと思います。
(H.Mさんの考え)
私は、白い粉の中に入っているのだと思います。理由は、さく酸が100%ぬけてなくなるとマグネシウムだけしかのこらなくなるので、白い粉はつくれないと思う。だから、さく酸とマグネシウムががったいしたやつだと思う。
ここで、私が白い粉について、教えました。さく酸マグネシウムという粉であること。出たあわは水素という燃える気体であること。
そして、「水に塩がとける」のと「酸にマグネシウムがとける」との違いを言ってもらいました。
@ 酸にとかすと、入れたものと結びついてほかの物質になる。酸も金属も変わってしまう。蒸発させても元の物質では取り出せない。
A とけるときに、気体(あわ)がでる。
B とけるときに、熱が出る。
<子どもたちのノートより>
(Y.M君の考え)
・「問題13」自分の考え
白い粉は合体してできたんだと思う。マグネシウムと何かの性質が合体して、まったくちがう白い粉になったと思う。だから、マグネシウムは合体のざいりょうになったから、いちおう白い粉に入っている。だけど、ちがうものと合体しているから、マグネシウムそのものの性質はなくなったのだと思う。
・「問題15」自分の考え
さく酸ととけたマグネシウムが合体し、性質が変化して、さく酸の性質もマグネシウムの性質もなくなって、新しくちがう性質をもった白い粉ができたと思う。だから、マグネシウムが白い粉に変化したんだと思う。
・ 今までのまとめ
さく酸にマグネシウムを入れるとちがうものにかえられる。だから蒸発し
てもマグネシウムはとれない。
さく酸はものを永遠にとかすことはできない。さく酸にマグネシウムを入
れると水素が出てくる。だんだん熱が上がる。
レモン、酢、うめぼしなどは、さく酸よりはげしくないが金属をとかすはたらきがある。
さく酸は蒸発させるとなにものこらない。液体だからだ。
塩酸は蒸発させると気体となる。塩酸はさびをおとせる。
リトマス紙は酸に反応し、むらさき色がピンクとなる。
(I.Rさんのまとめ)
あの白い粉は、酸とマグネシウムによってかえられたものである。酸の中にマグネシウムを入れると、酸とマグネシウムがおたがいの力でちがうものにしてしまう。だから、金属マグネシウムはとれなかったのだ。
(S.Kくんのまとめ)
・まとめ
さく酸は、前の前のじっけんでドロドロになったときからマグネシウムとゆうごうしたと思います。前のじっけんでへんな粉をとかすと、マグネシウムと同じようなとけかただったので、酸とマグネシウムを入れると、水でもとける物ができると思います。
・ またまとめ
さく酸とマグネシウムをたすと、さく酸マグネシウムになることが分かり
ました。でも、なぜさく酸とマグネシウムをたすと、水にとける白い粉になるかは、まだ分かりませんでした。これで、さく酸とマグネシウムをたすとなにになるかわかって、すっきりしました。
(U.T君のまとめ)
さく酸には、金属をとかす力があるけど、金属をとかして、そのあわが水素だったんでびっくりしました。それに、さく酸の酸には、物を変えてしまう力もあるなんておどろきました。だけど、酸には変える力はあるけど、酸までも変わってしまって、それがちょっとふしぎです。
(M.J君のまとめ)
ぼくは、さいしょは酸にとけこんでいると思っていた。でも、ちがった。気体で出ていったとは思っていなかったけど、あわがでていたし、たぶんちがうものに変えられていると思った。そうだった。
酸はふしぎだと思った。酸はおそろしいと思った。こんなにふかく実験したのははじめてだった。
(S.Yさんのまとめ)
私が今までやった実験の中ですごくわかったことは、水などにとけない物でも、酸を使えば、よごれ(さび)もおちるし、なんでもとけるということです。あと、「実験12」で出てきた白いかたまりの名前や、「あわ」のしょうたいがわかってよかったです。
(M.Mさんのまとめ)
酸は、すっぱく、リトマス紙を青から赤にする。水にはとけないもの(チョーク、マグネシウム)もとかす。また、酸に物をとかしたときに温度が上がる。酸はもとの液より水でうすめた液の方がとかす働きが強くなる。塩酸は鉄や銅のさびはとかすが、銅そのものはとかさない。
酸は、金属などをとかすと熱と気体をだす。また、入れた物と結びついて、ほかの物質になる。私は酸と金属で、熱が出ることに一番興味を持ちました。マグネシウムをとかした液に酸がなかったことが、はじめは不思議でした。これからのアルカリの実験もとってもたのしみです。
(S.T君のまとめ)
ぼくは、さく酸とマグネシウムが合体してできた白い粉はどういう物質なのか、どういう形をしているのかが、この話を聞いてよけいに知りたくなりました。
(A.Sさんのまとめ)
酸の勉強をして、すごく楽しかった。
なぜ酸とあわさるとかわるのかやりたい。顕微鏡で調べたい。それに、酸にとかしかけのものを見たらおもしろそうだ。
でも、とけないものをかんたんにとかしているのにはおどろいた。チョークとか石とか。
最初は、塩水と同じように考えていたけど、しばらくするとちがう物だな〜と思った。
(K.Y君のまとめ)
さく酸とマグネシウムをまぜてじょう発させたら白い物が残った。最初、それはなんなのかは分からなかった。でも、最後、まとめをしていたら、白い物が分かった。「あわ」といっていたのは水素だというのもわかった。白い粉のかたまりは、さく酸のせいでちがう物にかえられたことがわかった。
(K.T君のまとめ)
白い物体の名前は、さく酸マグネシウムでした。水に塩がとけたのとちがって、酸の中にマグネシウムを入れたら熱が出た。
(H.Mさんのまとめ)
私は、この酸の勉強をしていて、「これは酸性かな。これは酸性じゃないな。」と、すこし見分けられるようになった。
(S.Mさんのまとめ)
さく酸とマグネシウムを合わせると、水素が発生するなんてすごいと思いました。白い粉はアルカリ性か中性なのか、しらべてみたいです。あと、さく酸と石灰石ではどうなるのかをしらべてみたいです。
なぜ、さく酸はそんなすごいことができるのか、とてもふしぎです。
(I.Aさんの考え)
私は、まだやっぱり少しはドロドロの液の中にマグネシウムが入っていると思います。もしマグネシウムが入っていなかったら、さく酸と水と気体(空気)であのドロドロの液ができるのはおかしいと思ったからです。それに、リトマス紙でドロドロの液を調べたら、ピンクに変わらなかった。つまり、酸はこの中にはいっていない。
?じゃあ、酸とマグネシウムはどこへ行ったのか。
私は(11)の実験のときに、にごっていたどろどろの液がとうめいに変わったときに酸とマグネシウムが合体して、(12)の実験でじょう発させたときに新しい粉が出てきたと思います。