おどろきわくわくたくさん! 銅(どう)をもっと知(し)ってみよう カッパーくんの銅(どう)なってるの?

JX金属スペシャルコンテンツ おどろきわくわくたくさん! 銅をもっと知ってみよう カッパーくんの銅なってるの? 銅ラボ!銅をつかって実験してみよう

金属イオンは何色?

実験 金属イオンは何色?
たいしょう学年
小学5・6年生・中学生
かかる日数
1日

イオンとは、電気をもった原子のこと。
原子は物質(ぶっしつ)をつくっている最小単位。
金属(きんぞく)のイオンには、色がついているものがあるんだ。
色のついたイオンと、そのとけ出すようすをじっくり見てみよう。

用意するもの

  • こな寒天
  • 食塩
  • 計量カップ
  • わりばし
  • はかり
  • なべ
  • コンロ
  • とう明のプラスチック耐熱容器(たいねつようき)
  • かん電池(9V)
  • 9V 電池用スナップ
  • ミノムシクリップ2 本(ない場合は ・リード線 ・ビニールテープ ・はさみ が必要)
  • 銅板・鉄板・ニッケル板(3cm × 3cm くらいをそれぞれ2 まいずつ)
  • 軍手

※金属板、かん電池(9V)、9V 電池用スナップ、ミノムシクリップなどは、インターネットの通販(つうはん)などで買うことができるので、おうちの人と相談しましょう。金属板が大きいときは、金属用はさみが必要。
銅板の代わりに、銅のワッシャー、ステンレスでない鉄くぎなどが使えます。いずれもホームセンターなどで手に入ります。

準備

寒天を作る。
  1. なべに水とこな寒天を入れ、わりばしでかきまぜながら加熱する。 イメージ画像

    なべに水とこな寒天を入れ、わりばしでかきまぜながら加熱する。

    ※水100mLに対し、こな寒天1g、食塩1gの割合(わりあい)にする。寒天は、あわ立てないように静かにかきまぜよう。
    ※電子レンジでもできるよ。600Wで2分加熱し、とけきるようにかきまぜる。
    もう一度600Wで2分加熱する。食塩を入れてとかしきる。

    注意:火を使うときは、やけどしないように注意すること。

  2. ふっとうしてから3~4分ほど加熱したあと、食塩を加える。 イメージ画像

    ふっとうしてから3~4分ほど加熱したあと、食塩を加える。食塩がとけたら加熱をやめる。

    ※ふきこぼれないように気をつけよう。

  3. 寒天溶液をプラスチック容器に入れる(高さ2cmくらい)。 イメージ画像

    寒天溶液(かんてんようえき)をプラスチック容器に入れ(高さ2cmくらい)、そのまま冷まして固める。

    ※寒天は常温でも固まる。容器に入れる前に固まってしまったら、再び加熱すると液体状(えきたいじょう)にもどる。

    注意:プラスチックの種類によっては、高温で変形してしまうものもあるので、耐熱温度を確認しておこう。火から下ろしてすぐには容器に注がないようにしよう。

実験方法

  1. そうちを作る。3cm×3cmくらいの銅板を用意する。 イメージ画像

    そうちを作る。
    3cm×3cmくらいの銅板を用意する。少しくらい大きくてもよい。

    注意:銅板を切らなければならないときは、手を切らないように注意しよう。軍手を使うと良い。

    銅板の間は6cm。 イメージ画像

    銅板の間が6cmになるように、寒天に2まいの銅板を平行にさしこむ。

    かん電池、スナップ、ミノムシクリップをつなげる。 イメージ画像

    かん電池、スナップ、ミノムシクリップをつなげる。

    ミノムシクリップを使わないときの配線

    ミノムシクリップを使わないときは、ビニルテープでリード線をはりつけて配線する。

    注意:+ 極と-極がふれると、ショートして危険。銅板につなげるとき以外は、図のようにしておく。

    注意:+ 極と-極がふれると、ショートして危険(きけん)。銅板につなげるとき以外は、上の図のようにしておく

  2. 銅板にミノムシクリップをつなげて、そうちに電流を流す。 イメージ画像

    銅板にミノムシクリップをつなげて、そうちに電流を流す。

    注意:火を使っている場所や、しめ切った場所では行わない。十分にかん気をすること。

  3. 銅板や寒天のようすはどうかな? イメージ画像

    銅板や寒天のようすを、60分間観察する。

    1分後、10分後、30分後、60分後の写真をとり、ワークシートにはろう。

    注意:

    • 長い時間電流を流し続けるのは危険なので、時間を守ろう。
    • 実験で使った寒天は食べられません。生ゴミとしてすてましょう。
  4. 同じようにして、鉄板、ニッケル板でもやってみよう。

    寒天は生ゴミとして捨てる。 イメージ画像
    • 実験で使った寒天を生ゴミとして捨てる。
    • 銅板の実験で使った、とう明のプラスチック耐熱容器をよくあらう。
    ほかの金属でもやってみよう。 イメージ画像

    同じように寒天を作り、セットする。

まとめ方

時間ごとにとった写真をはってまとめる。

鉄板で実験したときの寒天や電極のようす

乾電池(かんでんち)の種類によって、銅イオンの青色が広がる速さが変わってくる。

鉄板で実験したときの寒天や電極のようす
電池を外して一晩おいた+ 極側(赤)の鉄板

電池を外して一晩おいたら、+ 極側(赤)の鉄板から2cmくらいのところに、えび茶色の仕切りのようなものができた。

ニッケル板で実験したときの寒天や電極のようす
電池を外して一晩おいた+ 極側(赤)のニッケル板

電池を外して一晩おいたら、+ 極側(赤)の鉄板から2.5cmくらいのところに、こい緑色の仕切りのようなものができた。

わかったこと

食塩をとかして作った寒天は、電気を通す。
銅板を、+と-の電極にして電気を流すと、+極側から青い色が出てきて、-極側の銅板に向かって広がった。
このことから、+極側の銅が銅イオンに変化することがわかった。
金属によって+極側から出てくる色がちがうので、イオンの色は金属ごとにちがうのだと思う。
-極側から出るあわは何だろうと思って調べたら、水素(すいそ)であることがわかった。

ワークシートをダウンロードする

注意

  • 実験は必ずおうちの人といっしょにやろう。
  • 実験をする前に、実験のやり方をよく読んでからはじめよう。
  • 寒天をつくるのがむずかしいときは、おうちの人にやってもらおう。
  • 金属板を切る作業は、けがをしないように気をつけること。
  • 実験で使った寒天は食べられません。生ごみとしてすてよう。
  • 実験中や実験後に、寒天やその液体が皮ふについたらすぐに流水であらい流すこと。
  • 通電し続けるとあぶないので、観察時間を守ること。

協力:学研キッズネット