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水よう液の性質５

気体は水に溶けるか

森竹高裕

　これまで液体に金属が溶けることを学習してきた。溶けるとは思えない固体の金属が、溶けることに子どもは驚く。では気体の場合はどうだろう。

次のものは水に溶けるでしょうか、溶けないでしょうか？
　カルピス（　）　お茶（　）　塩（　）　砂糖（　） 　アルミ（　）　　酸素（　）　二酸化炭素（　）　

　カルピス（○）お茶（○）　…液体。
　塩（○）　砂糖（○） 　…固体
　アルミニウム（×）鉄（×）…固体　水には溶けないが塩酸には溶ける
　酸素（　）二酸化炭素（　）…気体

　以前の学習を思い出しながら、液体、固体、気体がどんなものか振り返った。気体については〈両方とも溶ける〉〈両方とも溶けない〉〈どちらかが溶けてどちらかが溶けない〉という予想であった。理由が「なんとなく」というのも無理はない。そこで実験をしてみた。

　ペットボトルの中に半分だけ酸素や二酸化炭素を入れてペットボトルを振ってみよう。

図のように酸素ガスや二酸化炭素ガスを入れた。これを水上置換法と呼ぶ。酸素をいれて降っても変化はないのだが、二酸化炭素はペットボトルがみるみるとへこんでいく。思わず「おーっ」という歓声が上がった。

　ペットボトルを振る実験をして思ったこと、気づいたことは何ですか。

　・二酸化炭素を水に入れて飲むと、炭酸ジュースを飲んだ感じましたけれどまずかった。
　・二酸化炭素はペットボトルの中に入れて振ったら、ペットボトルがくぼんだ。
　・へこんだのは水に溶けて気体が無くなったからかな。
　・二酸化炭素はペットボトルの中にある。水に溶けてペットボトルがへこんだ。

　子どもたちは「二酸化炭素は水の中に溶けたのではないか」という考えを持った。そこでペットボトルがへこんだのは、二酸化炭素が水に溶けたかとか確かめる実験をした。

二酸化炭素は水の中に溶けたと言えるかどうか調べよう　

　これまで水溶液を調べる方法がいくつかあった。その方法を思い出して実験する方法を考えた。

・蒸発させると水の時とは違った様子が見られました。プツプツと泡が出てくる様子が分かり、まさに二酸化炭素が溶けている様子が分かりました。
・石灰水を使って実験をしました。実はこの方法が二酸化炭素が溶けていることを実証するのに最もよい実験です。試験管が白くなると「それどうやって作ったの？」という声があがった。

　多くの子どもがＢＴＢ溶液を使っていた。色の変化があり楽しいのである。水では色に変化がないが、炭酸水では黄色に変わった。こうして二酸化炭素が水に溶けていることがわかった。
　次に

　二酸化炭素を水に溶かしたものが実は売っています（とソーダ水を見せる）ラベルに二酸化炭素と書いてあるかどうか確かめてみよう。このソーダ水の中に確かに二酸化炭素が含まれているか実験しよう。

　サワー用のソーダ水のビンを振って二酸化炭素を取り出し、それが二酸化炭素であるかどうかを確かめた。各班ごとに確かめる方法を考えさせて実験をした。

　・気体検知官…８％以上の二酸化炭素があった。
　・ＢＴＢ溶液…黄色に変わった。
　・ろうそくを燃やす…すぐに消えた。

授業の感想を書こう。　

・予想で二酸化炭素は水に溶けないと思ったけれど、結果は溶けたのです　ごいなあと思いました。
・気体でも水に溶けることがすごいと思った。なんで酸素は溶けないのか。
・考え直すと確かめるための方法はいろいろあった。何で酸素は溶けないのか。
・お父さんがお酒を飲むときに飲んでいたのは、こういう作り方で作られたんだと思った。