家族で海外に住む場合心配になるのは、理科や社会といった副教科の勉強がおろそかになりがちになることです。通信教材などでしっかりフォローしている家庭もあるかと思いますが、私はほどんど何もしてきませんでした。太陽の動きを観察するというのはアメリカにある日本語学校の夏休みの自由研究でやりましたが、それ以外は全く…。
先日子供の理科の教科書を見た時、「日本にいたら学校でこんな実験したりしてるの？」っと驚きました。そしてよく見ると３年生の時に「質量保存の法則」的な内容を勉強していてその考えを応用したものだったり…。これは教科書を読んだりしないとまずいのではないか…と思いだし、自宅でもできそうな「ふりこ」と「ものの溶け方」の実験をすることにしました。
そして最終目標は、ミョウバンの結晶を作ってみる！ということです。自分が小学校の時に結晶を作った記憶がなく、私自身も楽しみにしながら進めていきました。
結果はきれいな正八面体にすることはできなかったのですが、満足しています。
ここではミョウバンの結晶を作った過程をシェアできたらと思います。
おうちでやる時も理科の実験シートがあったほうがテンションが上がる気がしませんか！？教育出版のHPにワークシートがあるので是非実験をするときに使用してみてください。
みんなで考えて調べる小学理科ワークシート（「みん考ワーク」）
材料
ミョウバン、カップ、発泡スチロールの箱、割りばし、糸
ミョウバン（Alum）はウォールマートで購入しました。塩やハーブなどの売り場にあります。
方法
種結晶を作る
①100ｇの水を60℃以上に温める（もしくはぬるま湯を使用する）電子レンジであたため、温度を測りました。
②ミョウバン16ｇを入れ溶かす。
③発泡スチロールの容器に入れ冷やす。
12月に実験をしましたが、室内だと暖房も入れているので意外に温度があり２日間放置しましたが結晶ができませんでした。そのため外に置くことにしました。
外に置いて二日後の様子
たくさんできていたので、ここから種結晶を選びたいと思います。
④なるべくきれいな形の種結晶を選んで糸にくくりつける。
すでに何層にもなっているようなものもあったので、層がなるべくできておらず、形がきれいなもの使うようにしました。
紐を付けた様子はこんな感じです。
結びつける時、銅線を熱して突き刺す方法や釣り糸で巻き付ける方法がありますが、銅線はないので使用できず。釣り糸は糸が固く難しそうだったので、手芸用の針糸を使いました。でもこれもなかなか難しい作業でした。（クリップでも応用できそうだなと後から思いました）
結晶作り
⑤種結晶を作った液（不要な結晶は容器に戻しておく）を電子レンジで温め結晶を溶かし冷ましておく。
⑥割りばしに結晶をつないだ反対側糸を結びつけ、冷めた⑤の容器に入れる。（容器の下に種結晶が付かないようにする）
３つの種結晶を用意したので、２つの容器に分けて結晶を作ることにしました。（液は半分に分けました）
⑦2日ほど冷えた場所に置く。
⑧結晶を取り出す
結晶ができていたのでいったん取り出してみました。
１センチ弱くらいの大きさになっていました。きれいな面もありますが、その周りに小さなブドウのように粒々と結晶ができてしまっています。また紐にも結晶ができてしまっています。
⑨再度液につけ大きくする。
そこに結晶ができていたので、液を温め冷ました後にもう一度２日放置しました。２日後取り出そうとすると、底に引っ付いてしまっていました。液が凍っちゃったかな？
完成
周りの粒々を少し取り除きました。一回目からはあまり多くならず大体１cmくらいです。
反省点・改善点
実験をしてみて形をきれいに作ることがとても難しいと感じました。まずは種結晶をキレイな形で作ることが重要だと思います。自分の実験を踏まえて反省点改善点を考えました。
種結晶ができる条件を確認
本来ならおおよそ一日でコップの下に結晶ができてきます。できない場合はコップを軽く振って刺激を与えて１日程度さらに待ってみましょう。もしくはコップから液体を少し取り、別容器に移し替えて蒸発させます。そうすると粉が出来るため、その粉をコップに戻して様子見することも効果的です。
それでもできない場合は、ミョウバンが溶けきれていない可能性があるため、コップの液体を鍋に入れ再加熱させます。この時ミョウバンを少しだけ加えて、温め直してみるといいようです。
種結晶の時より溶液の濃度を高くする。
結晶を作る時は種結晶を作ったときの濃度よりも濃い溶液にしないといけませんでした。私は電子レンジで温めましたが、鍋で少しだけ蒸発させるようにした方がいいようです。沸騰させすぎは禁物！こうした液は刺激を与えないと結晶はできないが、結晶を入れるとゆっくり成長することができるそうです。
そして熱いうちに容器に入れ冷ましますが、冷ました時に底に結晶ができていないようにすることが大切だそうです。私は冷ました時に小さな結晶ができてしまっていましたが、気にせず種結晶を入れてしまいました。すると底にある結晶の周りに結晶ができ始めてしまい、種結晶が大きくならない要因だと考えました。
他のHPだと、冷まして底に結晶ができたら上の溶液を別の容器に移すと書いてありました。
気温の変化は緩やかに
冬のガレージに置いたので一気に冷えすぎたと思います。そうすると小さな結晶が底にたくさんできてしまい、肝心の結晶が大きくなっていってくれません。
発泡スチロールの容器には入れましたが、もう少し温度変化が緩やかになるように場所を変えたほうがよかったです。
種結晶の余分な汚れは流す
結晶に糸を付けるときにたくさん触ることになります。すると結晶や糸に汚れが付くことになるので、溶液に浸すまえに水道水で汚れを流した方がきれいな結晶を作れると思います。糸にも結晶が付きにくいと思います。
最後に
作ってみて反省点を書きましたが、気温の状況にも左右されるので思ったおとりにできないこともあるかもしれませんが、結晶ができ
