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電気分解のしくみを理解しよう

水を分解して水の正体をときあかそう

目には見えない小さな粒

水は、ずっと拡大していくと、小さな粒の集まりでできています。

この小さな粒は「分子」と呼ばれています。

分子はいくつかの種類のさらに細かい粒が結びついてできています。

この分子よりもっと細かい粒を「原子」と呼びます。

私たち人間を含めて、世の中にある物体はすべて、この「原子」がパズルのように結びついてできています。

水を化学記号で表現すると「H₂O」となります。

電気エネルギーを加えて、このH₂OをHとOに分かれさせるのが「水の電気分解」です。

この学習キットは電気分解を色の変化で確認できます。

 色によって、何がわかるの？

でも。。。色変化する？どうして色が変わるの？

まず最初に、色についてたしかめてみよう

溶かすものによって色が変わるのは、酸性とアルカリ性という性質が関係しているからです。

このキットの紫色の液は、リトマス紙と同じで、酸性・中性・アルカリ性によって色が変わるようになっています。

酸性なら赤に、アルカリ性では青や黄色、緑に変わります。

アルカリ性

紫色の液を、青や黄色・緑に変えるものは　アルカリと呼ばれる仲間です。

アルカリにも重曹やせっけん、木を燃やした後の灰など様々な種類があります。

アルカリは苦いものが多く、顔を洗う時にせっけんが口に入ってしまうと、苦い味がするのは、せっけんがアルカリの仲間だからです。

また、アルカリの仲間である重曹を使うと　みかんの薄皮を溶かすことができます。

これは、アルカリが体を作っているタンパク質や脂質をとかすためです。

酸性

酸には、様々な種類があって　お酢のすっぱさの元は酢酸。果実の酸っぱさはの元はクエン酸です。このほかにも実験などで使われている塩酸。硫酸。硝酸などの酸もあります。

また、酸には金属をとかしたり、青色のリトマス紙を赤く変色させたりする性質があります。

ためし液のつくりかた

透明容器に紫いもの粉を薬さじの小さいほうで、すりきり３杯入れます。

透明明容器に半分ほど水をいれて薬さじの大きい方で、よくかきまぜて、紫色の液体を作りま す。

調べたいものを紫色の水にいれてよくとかした後、どのような色になるかみてみましょう。

では、ここからが　本当の実験です！！電気でばらばらにしよう？！

水の分解

紫色の液は酸やアルカリによって様々な色に変わることがわかります。今度はその性質を利用して水が分解される様子を観察してみよう。

 電池を使って、水の電気分解を行います。

吸水ポリマーを使用することで、塩水を用意しなくても、通電させることができます。

BTB溶液やリトマス紙の代わりに紫芋粉を使っているので、安全にわかりやすく電気分解が観察できます。

炭素棒のまわりで、水分子がばらばらになっています。

右のほうが紫⇒緑にかわっているのがわかります。

それは、電源の正極に接続した電極で、化学物質から電子が奪われて酸化が起こっているからです。

反対に負極に接続した電極では化学物質に電子が与えられて還元が起こります。

この結果、元の化学物質が化学分解する場合を電気分解と呼んでします。

学校でもこのような電気分解の実験を行っていますが、もう一度学習したい時や、予習などにも紙上だけでなく　実際目にすることで　記憶の深さが変わってきます。

目にすることは　イメージをもちやすく　いつまでも記憶に強く残ります。

基本的な要素が多くふくまれている教材なので、苦手なかたにもおすすめです。

見える電気分解

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だれもが遊んだシャボン玉

改めて化学してみよう。表面張力も学べます！

 遊びながらできる自由研究。

楽しんでするものほど　ひらめきが生まれます。

しゃぼん玉の不思議を追いかけよう。

どうして、シャボン液は虹色に見えるのかな？

答え

太陽の光は白いけど、いろいろな色の光が混ざっています。

太陽の光が雨粒に反射したり、屈折して、いろんな色に分かれ　虹になります。

同じように、シャボン玉のまくは色がついていないのに、シャボン玉が虹色に見えるのも、太陽の光を反射や屈折しているからです。しかし、本物の虹のでき方とは、少し違います。

 

シャボン玉の膜の厚さは1ミリメートルの1千分の1ぐらいです。

とてもうすいのですが、膜の外側でも、内側でも、光をはね返しています。

膜の外側と内側ではね返った2つの光がちょうど重なると、強めあい、重ならないときは、おたがいが打ち消しあって弱くなります。

これを光の干渉と呼びます。

ほかにもたくさんのことが学べます。

夏休み　おうちでも　お出かけ先でも　どんどん遊んでください。

そして　お友達や家族のみんなでわいわいにぎやかに　不思議にせまってみましょう。

おもしろシャボン玉制作キット

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尿素を使った結晶づくりの実験ができます。

シャーレの中に粉を入れると・・・・

準備は実はこれだけです。

あとは、時間をおって観察をしてみましょう。

目に見える変化が楽しめます。

とげとげのもの　や　もこもこのもの

この違いはなんでしょうか？

 どうして結晶はできるの？
水溶液から結晶ができる原理がわかる科学実験です。
尿素などの水溶液から、結晶を作る実験ができます。
水溶液の濃さや室温，湿度など、様ざまな条件の違いで、
結晶のできやすさやつき方がどのように変化するかがわかります。

ペンで色付けすることもできます。

色の変化を見るのもたのしいです。

結晶づくり

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ロボットっていうと　複雑そうですが、なんと組み立てやすいパーツになっているので　誰でも簡単に作れます。

このパーツ　素材は紙　PP　木　ゴム　銅です。

そして　ジャーン！！

こちらが組みあがったロボットです

この教材は、2013アメリカの３本の指に入る権威ある玩具賞も2個同時に受賞するという　日本のみならず　世界で注目されています。

 注目は動きですが、かなりの高速で走ります。

ガシン　ガシン　というイメージは全くなく　とてもサササっと走ります。

左右の足が交互にでるのは？

なぜ走れるの？

歯車の穴の位置が関係しているのかな？

組み立てることで　よりしくみが理解できます。

私たちの身の回りにある　さまざまな動力

★水力

川の流れなどを利用して水車を回し　運動エネルギーを得ます。

水車小屋などで粉をひくために使われています。

また　水力発電に使われています。

★風力

風を利用して風車を回し　運動エネルギーを得ます。 

オランダの風車やエコエネルギーとして風力発電に使われています。

★人力

手・足などで　ハンドルやペダルを回すことで運動エネルギーを得ます。

みなさんの知っている自転車です。手で回す発電機などもあります。

★電力

電気をモーターに流すことで電磁誘導により　運動エネルギーを得ます。

 ものが動くしくみを知ることは、なかなか文章などでは説明しづらいものです。

教材キットは　簡単で楽しく遊びながら学び理解することができます。

二足歩行ロボ組み立てキット

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意識的に脳を使うことは簡単

集音器で普段きかない音を聞いてみよう

音を集める器械を手作りする理科実験工作キットがあります。

小さな音や遠くの音が集音器を使うとどんなふうに聞こえるのか知りたくないですか？

先日、小学校５年生の男の子が、この集音器を夏休みの自由研究にしたいと話してくれました。

「なんで集音器にするん？」と聞くと

「おもしろそうや〜♪」

「何の音を聞くん？」

「遠くのヒソヒソ声が聴けるんやろ〜」

「それはそうだけど、それだけー？」

「そうやあ」

と言い切られてしまいました(ーー;)

動機はこれって・・・ちょっと複雑です。

でも、『おもしろそう』　っていうのは大切なきっかけとなるんです。

おもしろそうを活かしてぜひ聞いたことのない音を聞いてほしいと思いました。

●パラボラ（放物線型）による反射集中と、電気的増幅によって音を拡大します。

マイクから入ってきた音を回路基盤で増幅させイヤホンから聞きます。

突然ですが、音はいつどこで聞こえていますか？

いつでもどこでも聞こえていますが、私たちは常に音が聞こえることをあたりまえのように考えています。でも本当はどこでも音は聞こえるの？山の上？海の中？宇宙は？

そもそも音って？なんでしょう

海や山に行ったことありますよね。山では鳥のさえずりや川の音、もちろんお話もしました。

海にもぐっていきをはくとゴボゴボと音が聞こえますし、イルカの鳴き声を聞くこともできます。

しかし、宇宙には音ありません。

聞こえる聞こえないの違いは、私たちの周りを空気や水がとりかこんでいるかいないかというところ。

そうです！

「音」とは空気や水の振動のことということになります。宇宙も、宇宙船にもどれば話は別です。船内には空気があるので音は伝わります。

 太鼓の音を聞くと音と一緒に振動を感じますね。

音叉（おんさ）って知っていますか？

ふたつならべた音叉の左側を強くたたくとオシロスコープいっぱいに波形が現れます。

今度は右の音叉を弱くたたくと小さな音となり波形は大きい音のときより小さく出ます。

このように音の大きさによって波形の大きさがかわります。

左の音叉をたたくと右の音叉も共鳴するのは、さきほど述べたように、音が空気の振動により音波となり伝わるからです。

「音」が鳴る仕組み

⇒音は空気や水、または固体が振動（しんどう）して伝わる

じゃあ、私たちはどこで音を聞いているのでしょう？

そう、耳で聞いています。

でもどうやって音を聞き分けているの？

人間の耳のしくみ

鼓膜の振動はとても小さいので大きな振動に変えて内耳（ないじ）につたえなければなりません。

小さな振動を大きな震度にかえることを増幅（ぞうふく）と言います

耳の中でこの役目をするのが中耳にある耳小骨（じしょうこつ）とよばれる小さな３つのほねです。振動が大きくんなるように重なって　鼓膜の約3倍の振動を内耳につたえることができます。

普段は聞こえなくても　耳をすますと聞こえてくる音があります。

歌のある音楽を聴いてよく聞こえる音とはなんでしょう。

声が一番よく聞こえますが、歌は言葉の意味があるから強くきこえるのかもしれません。

でも音楽には歌以外の楽器の音もたくさんはいっています。

ピアノだったり、ドラムだったり。注意して聞くと　その楽器の音だけを拾って聞くことができます。

音の違いがよくわかる動画です。

手作り集音器で虫の音を聞きました。とてもよく聞こえます。

「聞く」と「聞こえる」の違いがわかりましたか？

意識的に脳で聞いてください。それが脳の活性化につながります。

聞くことは五感です。左脳をフル回転させることができます。

左脳は論理的な思考や文字、言葉を担当しているのにたいして、右脳はイメージ、想像、直感といったものを担当しています。


もちろん左脳だけとか右脳だけというように、どちらか片方だけを使うことはありません。中央では脳梁という連絡管によって、お互いにつねに連携しあっています。

小学校・中学校・高等学校の勉強方法は、テキストや教科書、受験参考書を読み解き明かすことになります。

それは文字や文章、単語にかかわることが多く

毎日の学校生活では、どうしても左脳偏重になってします。

ただ教科によって、英文や古文、現代文を読むときにイメージを使いますので、全く右脳を使わないわけではありませんが左脳に偏った学習をしています。

実は右脳は左脳にくらべて許容量がはるかにあります。割合でいうと　95　：　5　です。

ですのでもっと右脳を活性化させれば　能力は格段に上がります。。

脳は、放置していると鈍ってきて衰えますが、鍛えることによって脳細胞が増殖したり、連携が強化されます。筋肉トレーニングと同じことです。

眠っている右脳の領域が活性化して、未知なる能力がひきだされるのです

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