Varoitus: Älä epäonnistu tässä! 13 elintärkeää vinkkiä raudan ja rikin kemialliseen reaktioon (Varo rikkivetyä)

Olen tiedevalmentaja Kuwako Ken. Jokainen päivä on täynnä kokeita.

【Tämä artikkeli on kuunneltavissa myös radion muodossa!】

Kun lähestyy kuumaa lähdettä tai kylpyläaluetta, ilmassa leijuu usein omituinen mutta tunnistettava haju. Se muistuttaa “mätää kananmunaa”, mutta silti siinä on jotain kummallisen nostalgista. Tämän hajun aiheuttaa rikkivety. Itse olen kotoisin Gunman prefektuurista, joka tunnetaan kuumista lähteistään, joten tuoksu tuntuu jopa hieman kodikkaalta.

Yläkoulun luonnontieteiden tunneilla tehtävä klassinen “raudan ja rikin kuumentaminen” -koe ei ole vain näyttävä kemiallinen reaktio. Se on myös harvinainen tilaisuus oppilaille käyttää kaikkia aistejaan kemian kokemisessa. Reaktiossa syntyy rikkivetyä, ja sen haju jää varmasti mieleen.

Viime vuosina tämän kokeen yhteydessä on kuitenkin sattunut useita onnettomuuksia eri puolilla Japania. Jos hakee netistä sanoilla “rikkivety uutiset”, vastaan tulee nopeasti huolestuttavia tapauksia. Usein syynä on ollut niinkin yksinkertainen asia kuin se, että oppilas lisäsi liikaa suolahappoa vastoin ohjeita. Tällaisista tilanteista voi pahimmillaan seurata vastuuongelmia opettajalle ja jopa keskustelua koko kokeen poistamisesta opetuksesta.

＜Esimerkkejä onnettomuuksista＞
・Rikkivetyä epäillään syntyneen Tokion Edogawan kaupunginosan yläkoulussa – viisi oppilasta voi pahoin （Asahi Shimbun）（2026/05/15）
・Tarvitaanko rikkivetykoetta enää? Ambulanssihälytykset lisääntyvät（Mainichi Shimbun）（2025/6/19）

https://youtu.be/QwMtCDEYjjs?si=wWNO55szEuiigQEE

Silti uskon, että tällä kokeella on edelleen suuri opetuksellinen arvo. Kun rauta ja rikki alkavat reagoida ja näyte hehkuu kirkkaanpunaisena, näky painuu syvälle oppilaiden mieleen.

Lisäksi kokemus siitä, että “tämä haju tarkoittaa vaarallista kaasua”, voi joskus tulevaisuudessa jopa pelastaa hengen esimerkiksi kuumien lähteiden alueilla tai rakennustyömailla. Juuri siksi kokeet täytyy toteuttaa äärimmäisen huolellisesti, turvallisesti ja oikein.

Tämä on tärkeä ja merkityksellinen koe niin oppilaille kuin opettajillekin. Mutta ilman kunnollista turvallisuutta sitä ei pidä tehdä lainkaan.

Tässä artikkelissa esittelen vuosien aikana hioutuneet 13 tärkeää turvallisuusvinkkiä, joita tarkistan opetuksessani joka vuosi uudelleen. Artikkelin lopussa on myös linkki käyttämiini turvallisuusohjeslaideihin, joita saa käyttää vapaasti.

Teen itse aina useita harjoituskokeita ennen varsinaista oppituntia. Onneksi vakavilta onnettomuuksilta on tähän asti vältytty, mutta tämän kokeen kanssa työskentelyyn liittyy aina terve annos pelkoa ja varovaisuutta.

※ Minulta kysytään joskus, saako näitä kuvia tai dioja käyttää opetuksessa. Kaikki tällä sivulla oleva materiaali on vapaasti käytettävissä. Toivon, että siitä on hyötyä turvallisempien ja parempien tiedetuntien rakentamisessa.

Kokeen toteutus

Ennakkoilmoitus ja ilmanvaihto kuntoon＜Valmistelut alkavat jo edellisenä päivänä＞

On hyvä ilmoittaa koulun terveydenhoitajalle ja luokanvalvojalle etukäteen, että koe tehdään. Näin mahdollisiin ongelmatilanteisiin voidaan reagoida nopeasti. Oppilaille kannattaa myös muistuttaa jo etukäteen, että laboratoriotakki ja suojalasit ovat pakolliset.

Yksi helposti unohtuva asia on ilmanvaihto. Kokeen aikana opettajalla riittää kiirettä, ja vaikka ikkunat muistaisi avata, poistoilmapuhallin voi silti unohtua käynnistää. Siksi kannattaa ottaa tavaksi laittaa ilmanvaihto päälle jo ennen tunnin alkua.

Vinkki 0　Ilmoita kokeesta etukäteen terveydenhoitajalle ja luokanvalvojalle

Vinkki 1　Käynnistä ilmanvaihto jo ennen tunnin alkua, jotta se ei unohdu kiireessä

Koulumme ilmanvaihdon kytkin

Vaihe 1　Sekoita rautajauhe ja rikki tarkasti（7,0 g rautaa, 4,0 g rikkiä）

Jotta koe ehtii valmistua yhden oppitunnin aikana, opettajan kannattaa punnita aineet valmiiksi etukäteen. Jos erityisesti rikkiä on liikaa, rikkihöyryä muodostuu helposti, mikä lisää vaaratilanteiden riskiä.

Myös rautajauheen hienoudella on väliä. Karkea 60 meshin jauhe ei aina reagoi kunnolla. Käytä mieluiten vähintään 100 meshin jauhetta. Tässä kokeessa käytin 300 meshin jauhetta. Mitä hienompaa jauhe on, sitä suurempi kosketuspinta rikin kanssa syntyy, jolloin reaktio etenee tasaisemmin ja vakaammin.

Vinkki 2　Rautajauheen tulee olla vähintään 100 mesh!

Rakuten：Rautajauhe 300 mesh　【Ei toimitusta Hokkaidoon eikä Okinawalle】

Sekoita rauta ja rikki huhmareessa huolellisesti. Käytännöllistä on pitää erilliset huhmareet rautasulfidille ja kuparioksidille, jolloin niitä ei tarvitse pestä jokaisen ryhmän jälkeen.

Sekoita, kunnes koko aine näyttää harmaalta. Jos näkyviin jää keltaisia rikkipaakkuja, reaktio ei etene tasaisesti ja ylimääräinen rikki höyrystyy helposti.

Vinkki 3　Sekoita erittäin hyvin. Jos reaktio jää vajaaksi, rikkihöyryä syntyy helposti

Vertailuksi：rikin sulamispiste 112 ℃, kiehumispiste 446 ℃　Kaasupolttimen liekki noin 1500 ℃

Tässä esimerkissä aineita ei ole sekoitettu kunnolla. Keltaisia rikkipaakkuja näkyy edelleen. Sekoita, kunnes koko seos on tasaisen harmaa.

Vaihe 2　Valmista kaksi alumiinifoliosta tehtyä putkea ja täytä ne näytteellä

Leikkaa valmiiksi noin 5 cm × 10 cm kokoisia alumiinifolion paloja. Putken voi tehdä kätevästi käyttämällä kahta yhteen teipattua AAA-paristoa muottina. Rullaa folio tiukasti niiden ympärille painaen samalla pöytää vasten. Sulje toinen pää ja vedä paristot ulos — alumiiniputki on valmis. Tee niitä kaksi kappaletta.

Pyöritä foliota käsin tiukaksi putkeksi.

Siirrä seos punnituspaperille ja kaada se suppilon avulla alumiiniputkeen. Kopauta putkea kevyesti pöytää vasten, jotta jauhe tiivistyy ja ilma poistuu välistä. Liian voimakas kopauttaminen voi rikkoa folion, joten kevyt napautus riittää.

Vaihe 3　Kuumenna näyte koeputkessa＜Punainen hehku — kemiallisen reaktion huippukohta!＞

Merkitse näytteet a ja b. Näyte b jätetään vertailua varten. Laita näyte a koeputkeen, sulje putken suu vanutupolla ja kuumenna alumiinifolion yläosaa.

Tähän on hyvä syy. Jos kuumentaa putken pohjaa, reaktion oma lämpö ja kaasupolttimen lämpö voivat yhdessä rikkoa koeputken pohjan.

Vinkki 4　Sulje koeputki vanutupolla. Se auttaa estämään myrkyllisten höyryjen leviämistä.

Vinkki 5　Kuumenna alumiinifolion yläosaa, älä alaosaa

Vinkki 6　Kiinnitä koeputkipihdit yläosaan äläkä pidä niitä puristusosasta kuumentamisen aikana. Muuten pihdit voivat aueta vahingossa.

Kun reaktio käynnistyy, näytettä ei tarvitse enää pitää liekissä. Reaktio jatkuu omalla lämmöllään. Kirkkaanpunainen hehku näyttää lähes ilotulitukselta ja tekee tästä kokeesta todella vaikuttavan.

Rauta (Fe) ja rikki (S) muuttuvat täysin uudenlaiseksi aineeksi, rautasulfidiksi (FeS). Reaktion jälkeen voidaan myös todeta, ettei uusi aine enää käyttäydy kuten magneettiin tarttuva rauta.

Vinkki 7　Kaasupoltinta ei tarvitse sammuttaa heti. Ohjaa oppilaat keskittymään itse kemialliseen reaktioon.

Vinkki 8　Älä koskaan pidä kättä koeputken alla

Anna koeputken jäähtyä hetki käsissä pitäen ja siirrä se sitten tyhjän huhmareen päälle jäähtymään. Odotusaikana oppilaat voivat siivota lämmitysvälineet.

Unohdin ottaa kuvan varsinaisesta jäähdytyksestä. Tässä yksi esimerkki.

Vaihe 4　Tutki jäähtyneen näytteen ominaisuuksia verrattuna näytteeseen b

Koske koeputken kärkeen märällä liinalla. Jos siitä ei kuulu sihahdusta, putki on riittävän viileä. Kiedo märkä liina ympärille lisäjäähdytystä varten ja ota sitten sisältö ulos.

Kokeile magneetilla. Ennen reaktiota rauta tarttuu siihen helposti — mutta miten käy rautasulfidille?

Vinkki 9　Ferriittimagneetti toimii parhaiten. Neodyymimagneetti voi vetää hieman myös rautasulfidia puoleensa, joten huomio kannattaa kiinnittää tarttumisen eroon.

Vaihe 5　Lisää kolme tippaa suolahappoa ja tarkista haju＜Kokeen vaarallisin vaihe＞

Tämä on kokeen suurin myrkytysriski. Rikkivety on ilmaa raskaampaa, joten se kerääntyy helposti alas ja voi suurina pitoisuuksina olla hengenvaarallista. Tarkista ilmanvaihto uudelleen ja avaa ovet sekä ikkunat täysin auki.

Toista oppilaille ohjeet useaan kertaan:
「Lisää happo vain pieniin palasiin」
「Vain kolme tippaa suolahappoa」

Näitä kahta sääntöä ei voi korostaa liikaa.

Pikkutiputin auttaa estämään liiallisen annostelun. Silti jotkut oppilaat saattavat kiertää korkkia saadakseen enemmän nestettä ulos… Opettajan kannattaa harkita myös hapon lisäämistä itse.

Vinkki 10　Avaa ovet ja ikkunat kunnollista ilmanvaihtoa varten. Lisää kolme tippaa suolahappoa vasta murskattuun rautasulfidiin.

Vinkki 11　Jos joku voi pahoin, hänet on vietävä heti ulos. Koska rikkivety on ilmaa raskaampaa, oppilaiden kannattaa työskennellä seisten.

Vinkki 12　Syntyvä kaasu on myrkyllistä. Opeta oppilaita huljuttamaan hajua varovasti kädellä kohti nenää sen sijaan, että he työntäisivät kasvonsa lähelle tai hengittäisivät syvään.

Petri-maljan käyttö on tässä vaiheessa erittäin suositeltavaa.

Jos reaktio tehdään koeputkessa, raskas rikkivety poistuu hitaasti putken suulta. Kärsimättömät oppilaat voivat tällöin kumartua liian lähelle. Petri-maljassa kaasu leviää nopeasti, ja hajun voi tunnistaa turvallisemmin.

Kokeen jälkeen koeputket pestään harjalla. Kaikkea likaa ei tarvitse saada täysin pois. Jäljelle jäänyt rautasulfidi kerätään polttokelvottomaan jätteeseen eikä sitä koskaan saa huuhtoa viemäriin.

Vinkki 13　Kerää kaikki jäljelle jäänyt näyte talteen. Älä koskaan kaada sitä viemäriin. Myös hävitys on tehtävä huolellisesti.

Jätteiden käsittelyssä täytyy olla erityisen tarkka. Jos rauta-rikkiseosta jää lojumaan, se voi aiheuttaa jopa itsestään syttyvän tulipalon laboratoriossa. Siivoaminen on yhtä tärkeä osa koetta kuin itse reaktio.

Muita tapoja toteuttaa koe（Lisätietoa）

Suora kuumentaminen ilman koeputkea

Koe voidaan tehdä myös ilman koeputkea kuumentamalla näytettä suoraan. Käytin itse tätä menetelmää useiden vuosien ajan. Reaktio näkyy siinä todella näyttävästi, mutta oppilaat myös helposti kumartuvat liian lähelle katsomaan, jolloin rikkihöyryä voi joutua hengitysteihin. Turvallisuuden kannalta vanutupolla suljettu koeputki on parempi vaihtoehto.

Teräsvillan käyttäminen

Joissakin oppikirjoissa esitellään myös menetelmä, jossa käytetään rikin kanssa teräsvillaa. Käytännössä se näyttää tältä:

Tätä menetelmää on mielestäni erittäin helppo havainnoida.

Lisämateriaaleja

Turvallisuuslautapeli

Yhdessä opettaja Hina Morishigen kanssa kehitimme turvallisuuskasvatukseen liittyvän lautapelimateriaalin raudan ja rikin kokeesta. Pelin avulla oikeat toimintatavat oppii hauskasti. Se toimii erityisen hyvin ennen varsinaista laboratoriotyötä. Kokeile ihmeessä myös tätä materiaalia. Lataus on ilmainen.

Yhteystiedot ja yhteistyöpyynnöt

Tiede kuuluu kaikille! Sivustolta löydät helposti kotona tehtäviä tiedekokeita ja käytännön vinkkejä niiden toteuttamiseen. Tutustu rohkeasti muihinkin artikkeleihin!

・Lisätietoa ylläpitäjästä Kuwako Kenistä löytyy täältä
・Kirjoitus-, luento-, tiedekerho-, TV-asiantuntija- ja esiintymispyynnöt löytyvät täältä
・Artikkelien päivityksiä julkaistaan myös X:ssä!

Tieteen ideakanava julkaisee jatkuvasti uusia kokeiluvideoita!

６月のイチオシ実験！

レモンやオレンジで風船を割ろう！インパクトが抜群のリモネン風船の実験

テレビ番組監修・イベント等のお知らせ

• 6月26日（金）　公開研究会「脱作業化！デジタル化と段階的指導で実現する オームの法則の探究」
• ６月28日（日）　ダビンチマスターズ＠昭和女子
• 6月30日（火）　6/30　23:56〜　【科学監修・出演】「地球まるごと大実験ネイチャーティーチャー」（TBS）
• 7月18日（土）　教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
• 12月26日（土）　ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催

書籍のお知らせ

• ７月16日発売　『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。
• 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
• 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）…　高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。

各種SNS（更新情報をお届け！）

【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook　【英語】BlueSky／Threads

Explore

• 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
• 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
• Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
• 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
• 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
• About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
• お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。