石膏と重曹で火山噴火モデルを作ろう!(火山の形とマグマの粘り気)

ケン博士
サイエンストレーナーの桑子研です。このサイトで科学を一緒に楽しみましょう。

先日まで教育実習生のH先生と火山の授業をしていました。火山の噴火モデルを作り、マグマの粘り気によって形がどう変わるのか?という実験をするために、石膏、重曹、洗濯糊、水の配合割合をいろいろと変えて実験を何度も行いました。いろいろ配合に苦労しましたが、H先生の頑張りもあり、とっても素敵な配合がわかったのでここで紹介したいと思います。

石膏(硫酸カルシウム(CaSO4))と重曹(炭酸水素ナトリウム)と水を反応させると、二酸化炭素が発生しますが、これにより体積が増えていきます。

用意するものは、

・プラスチック容器
・石膏10g×2 ← チャック付き収納袋に入れる
・重曹5g×2 ← 蒸発皿に入れる
・洗濯糊(PVA)
・水
・薬さじ
・ガラス棒
・トレー

です。プラスチック容器については、ダイソーで売られていたこちらを使いました。サイズも大切なので、同じ方法で行う場合は、こちらを用意してください。

ダイソー 70ml  4P  丸 ミニパック

このプラスチック容器の裏面にキリで穴をあけて、事前い布テープを貼っておきます。

そして大切な配合ですが、

マグマの粘り気が小さいタイプの配合:PVA洗濯のり1ml + 水30ml
マグマの粘り気が大きいタイプの配合:10ml + 水15ml

です。これらを事前に上のパックにそれぞれ入れておきます。

【実験手順】

① PVA洗濯のりと水の入ったプラスチック容器を、よくガラス棒で混ぜる。
② PVA洗濯のりと水の入ったプラスチック容器に石膏10g(チャック付き収納袋)を入れる。
③ プラスチック容器に入れられた石膏とPVA洗濯のりと水がよく混ざり合うように、ガラス棒で混ぜる。
④ よくかき混ぜたら、そこに重曹を加え、全体が混ざり合うように、すばやく、ガラス棒で混ぜる

ここのすばやく全体を混ぜて蓋をするということがポイントです。
※ 重曹は固まってしまっていることがあるため、薬さじで細かくなるように砕いておく!

⑤ プラスチック容器のふたを閉め、トレーの上にプラスチック容器を裏返して置き、貼られているガムテープをすぐに剥がしとる。
⑥ 溶岩モデルを真上から見て、溶液(溶岩)の広がりをよく観察する。

※ 実験者はポリエチレン手袋を必ず着用すること!また全員白衣と保護メガネを着用!

実際におこなうと次のようになります。

粘り気が強い場合

上からみると、

粘り気が弱い場合

H先生の工夫により、黒いお盆にのせて、両方をやってみるようにしました。

四人で1セット用意をして行ったこともあり、大盛り上がりでした。すばらしい配合です。H先生ありがとうございました。

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