【理科】気体の発生を体感する～ドライアイスを使った実験～

こんにちは。

少し前に坊が塾で酸素や二酸化炭素などの気体の発生に関する授業を受けてきました。

テキストを見ると、面白そうな実験がいろいろ掲載されていたので、家でできそうな実験をやってみましたのでご紹介します。

今回は、ドライアイスを使った実験です。

ドライアイスはなかなか売っているところがなくて、多くの家庭で入手しようとすると通販くらいしか手段がないのではないでしょうか。

しかし、簡単な実験で使うくらいの量であれば、大型スーパーの保冷用にもらえるドライアイスで十分です。

冷凍食品や生鮮食品を購入した時にもらえます。

ドライアイスを使った実験は危険が伴いますので、大人と一緒に行ってください。

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ドライアイスとは

ドライアイスとは、二酸化炭素が固化したもので、液体の二酸化炭素を急速に冷却することで作られます。ドライアイス自体はマイナス79度で気体から直接個体に変化します。

このように期待から直接個体になる現象を「昇華」と言います。

ドライアイスは、常温で揮発することなく固体のまま存在するため、非常に冷たく、触ると痛いほどの刺激を与えます。また、二酸化炭素を発生させるため、炭酸飲料の中に入れることで、気泡を発生させることができます。

ドライアイスを手に取り、触ってみると、非常に冷たく、手に吸い付くような感覚を覚えるはずです。このように、物質が低温になると、周りの熱を吸収するため、触れた物体や空気を冷やすことができます。

実験①ドライアイスで袋を破裂させよう。

ドライアイスは固体ですが、気体に変わるときにたくさんの熱を奪います。それによって、アイスクリームなどを冷やし続けることができるわけですが、そのときに体積が750倍に増えます。

この性質を利用し、ドライアイスを袋に入れっぱなしにすると袋が膨張し、最後には破裂します。

このことで、個体のときより気体のときのほうが体積が膨張するという性質を確認することができます。

なお、実験する際は危険を伴う場合もあることから、大人と一緒に取り組む必要があります。

上の写真は袋に入れる前のドライアイスです。

下の写真は袋にドライアイスを入れた際の写真です。

まだまだ余裕があります。

少し時間を置くとパンパンに膨れてきました。

破裂音がしてビニール袋が破けました。

実際はここまで大きい穴ではないです（撮影のために穴を広げました）

大きな音がしますので、風船割の罰ゲームをしている感覚でした(笑)

実験②ドライアイスを水の中に入れてみよう

ドライアイスを水に入れると、どうなるか試してみましょう。水の中に入れると、ドライアイスは急速に気化し、周りを白い霧で包みます。これは、ドライアイスによって水蒸気が冷やされてできた水や氷の粒です。

少し水を入れただけですぐにモクモクと白い霧が発生しました。

下の写真を見てもらえばわかるように、二酸化炭素は重く、空気の1.5倍ほどの重量があるため、下に溜まる様子が観察できます。

実験③ドライアイスで発生した気でろうそくの火を消してみよう。

二酸化炭素は空気より重いという性質があります。

この性質を利用して燃焼の実験を行いました。

燃焼とは、「物が熱と光を出しながら、激しく酸素と結びつく」現象です。

この燃焼が起こる条件として３つの条件が必要です。

物が燃える3つの条件

①燃えるものがあること

②酸素が十分にあること

③発火点以上の温度であること

この条件が１つでもかけると物は燃えません。

今回の実験はこの３条件の②酸素が十分になくなった状態を作り出し、ろうそくの火を消しました。

下の写真は火をつける前のろうそくです。

少し高さを変えて（消しゴムで(笑)）火の消える順番を確認します。

火をつけた状態です。

燃焼の３条件がそろっていて燃え続けます。

下の写真は、実験②で発生させた二酸化炭素の白い霧を燃焼しているろうそくが燃えているケースに注いでいるところです。

最終的には、二酸化炭素がケースの底から溜まっていったようで、低い位置にあるろうそくから火が消えて行きました。

（消しゴムの高さしか変わらないので一瞬のタイムラグしかなかったですが(笑)）

やはり、実際に体験してみると納得感がありますね。

今日も、一歩前へ。

では、また。