夏休みの自由研究にも!Ooho(ダブリューオウホウ)水を持つ!

実用化も間近?持てる水を作ってみよう!

宿題にも最適な持てる水、その名もOoho

皆様、おはようございます、こんにちは、こんばんは└( ̄▽ ̄*)♪

かわいいかわいい我が子が、夏休みのを決めること夏休み残り4日(--〆)

 

2番目の子「パパ、テーマ決めたから材料買って来て!」

 

パパ「(^-^〆)買ってきてじゃなくて、自分の宿題だから自分で行きましょう。」

 

2番目の子「だってアルギン酸なんちゃらと、なんとかカルシウムがどこで売ってるか知らないし」

 

・・・。

 

(^-^)うん、ぜんぜん判りません
この子はいったい何をするつもりなのでしょうか?そして、買い物に行きたくても買うものの名前が解っていなければ買う事もできません。。。

 

パパ「まてまて、それってそもそも何をするの?」

 

2番目の子「水を持つんだよ」

 

パパ「どこかでそんなこと聴いたことがあるなぁ」

 

2番目の子「だから材料が必要なの」

 

パパ「だから早く何やるか決めなさいって言ったの」

 

2番目の子「今決まったの」

 

パパ「材料を揃える時間が必要なの」

 

2番目の子「時間が無いの!」

 

 

(;一_一)こっちのセリフだ、

大バカ者

 

 

と言うやり取りをする時間ももったいないので、ネットで調べて購入します。

そもそもアルギン酸とか、なんちゃらカルシウムがスーパーやドラッグストアに並んでいる所なんて見たことが無いですからね。

さすがAMAZON先生、簡単に見つける事ができてひとまず安心しましたが、なんと到着まで最大5日掛かるとのこと。。。こんな時は楽天先生で調べると翌日着可能なお店がが見つかるものです。

 

\(◎o◎)/発見!

 

翌日にはアルギン酸ナトリウムと乳酸カルシウムGETです。残るは2.5日、ところが平日なのでとうぜんみじんこはお仕事に。

 

パパ「荷物が届いたら、すぐにできるように準備しておくんだよ」

 

2番目の子「あいあいさー」

 

(--〆)まずは、返事から教育が必要なようです。親の顔が見てみたい!

 

 

_| ̄|O 私でした。。。

 

 

 

結局のところ、夏休み最終日まで何も準備されることもなく、持てる水を作って何をするのかも決めていなかったので徹夜でやることになったとさ。。。

 

ずは、Oohoを選定した理由を考える

(^-^)うん、ノープラン。

 

しかたがないので、『Oohoを作るだけ』から自由研究へと昇華させる為のストーリーを考えます。(時刻18:50)

自由研究なので以下が必須です。

・テーマ
・持てる水を作ろうと思った背景(理由)
・準備するもの
・実験の手順
・実験の結果
・実験から解ったこと学んだこと
・課題

自由研究で大切なのは、ずばり『持てる水を作ろうと思った背景(理由)』。学校の先生を喜ばせることのできる教科書通りのありきたりな理由を設定する必要があるのです。

キーワードは、興味をもった動機・身近にあるようなものへの好奇心・なぜどうしてという探究心・意気込み等。

例えば、自由研究で何をしようかと調べていた所Oohoというものがあると知って、興味をもちました。実際に自分でも作って、感触や食感を調べたいと思った。とか、中学生レベルだと、クラウドファンディング(群衆:crowdと資金調達:fundingを合わせた造語。ネットや広告などで不特定多数の人々や組織に財源の提供や協力など呼びかけ出資してもらうこと)で実用化も目前とのことなので、実際に自分でも何かに活用できないか考えてみたいと思った。等

 

(=゚ω゚)ノということで、もう今回は明日提出するために写真映えする、イクラもどきを作ろう

2番目の子がお寿司LOVEなのは先生も知っているし。

決めた、パパ決めた。

もう時間ないし。

 

はい、ストーリー。
お寿司屋さんでイクラを食べていたら、父が人工イクラがあると教えてくれました。こんなに美味しいものが自宅でできるなら自分でも作ってみたいと思い、チャレンジすることにしました。プチっとする食感ができるか楽しみです。的な(=゚ω゚)ノ

でも、塩味系の味を付けると固まりにくくなるので(後で説明します)、今回は見た目だけということでいまいち研究にならない。。。よし、単純な化学反応だから、反応時間による水の膜の硬さの違いにでもしますか( ^ω^ )

 

まぁ、実際にまだやっていないので、作ってみましょう!

 

Oohoを作ってみよう

Ooho実験に必要な道具

①実験セット(楽天で購入したもの)
②ボウル2つ
③ペットボトル500mℓ
④泡だて器
⑤おたま
⑥穴あきおたまor網じゃくし
⑦計量カップ(実験による)
⑧食紅少々(イクラ用着色)
⑨スポイト(イクラ用)

 

下準備

①ぬるま湯250mℓをペットボトルに入れる
②1つのボウルに1ℓの水を入れる
③もう一つのボウルに多めに水を入れる

作り方

①ぬるま湯の入っているペットボトルにアルギン酸ナトリウムを、付属の軽量スプーンですりきり1杯(約1.3g)入れて蓋をしたら良く振って混ぜ、完全に溶かす(10分位かかる)。その後、液体の気泡がなくなるまで放置(15分置く)。
・溶ける前の様子
溶ける前のアルギン酸ナトリウム
・溶けた後
アルギン酸ナトリウムが溶けた後
②水1ℓが入っているボウルに乳酸カルシウムを付属の軽量スプーンですりきり4杯(約6g)を入れて、泡だて器で全て溶けるまで混ぜる。
③~⇒好きな実験をしましょう(以下今回の実験2つ、250mℓを5分割(50mℓ)に分けて実験することにしました)

・反応時間による硬さの違い

③ペットボトルのアルギン酸ナトリウム溶液を計量カップに50mℓ入れ、おたまに移して、乳酸カルシウム水溶液の中にそっと入れる(おたまを水面ギリギリ近づけ、おたまをスッと一気に返す)
④反応時間を任意に設定し、1分毎におたまでかるく混ぜながらその時間まで待つ。(今回は時間が無いので、5分、15分、45分、60分とした)
⑤穴あきおたまor網じゃくしで乳酸カルシウム溶液からアルギン酸ナトリウム溶液(Ooho:持てる水)を掬い、水の入ったボウルに入れる(周りの乳酸カルシウム溶液を落とす)
乳酸カルシウム溶液の中にアルギン酸ナトリウム溶液を入れたところ
⑥水からアルギン酸ナトリウム溶液(Ooho:持てる水)を取り出して1個完成(これを任意に設定した時間で③から繰り返す)
Ooho
⑦上記で作った硬さの違いを見る為に真横から高さを比べる
反応時間の違いによる硬さの違いの結果

 

 

・イクラ作り(見た目のみ)

③ペットボトルのアルギン酸ナトリウム溶液を計量カップに25mℓ程度入れたら、食紅を入れて着色する。
④スポイトに着色したアルギン酸ナトリウム溶液を吸い取り、一滴づつ液面近くから、静かに乳酸カルシウム溶液に入れていく
⑤1分毎におたまでかるく混ぜながら3分程度待つ
乳酸カルシウムの中にスポイトで入れたところ
⑥穴あきおたまor網じゃくしで乳酸カルシウム溶液からイクラもどきを掬い、水の入ったボウルに入れる
イクラもどきを掬っているところ
⑦水からイクラもどきを取り出して完成
Oohoイクラもどき

 

(=゚ω゚)ノ 完成時刻0:45

 

その後、写真を印刷してレポートにここまでをまとめ、その後結果から考察までを書いて、気が付くとすずめのサエズリが聴こえてきたそうな。。。

 

 

2番目の子「眠い」

 

(;゚Д゚)おまえが言うな!

 

パパはいつも通り、朝掃除機をかけて洗濯をしてお仕事へ出かけましたとさ。

 

Oohoってどんな化学反応?

小学生レベルだと、最初に準備したアルギン酸ナトリウムと乳酸カルシウムの粉一粒一粒をアルギン酸ナトリウムと乳酸カルシウムだと言ってあげた方が解りやすいようです。そして、ぬるま湯や水に溶かしてあげると、粒が見えなくなるので、この中に沢山の小さなアルギン酸ナトリウム君と乳酸カルシウム君がいるんだよ、みたいな感覚です。
そして、アルギン酸ナトリウさんはカルシウム君とすぐに仲良くなりたいから出合うと握手をします。カルシウム君はいっぱいお友達をつくりたいので他のアルギン酸ナトリウムさんとも握手をします。出合うとどんどん皆仲良くなって手を繋ぐので、アルギン酸ナトリウム水溶液をぐるりと手をつないで囲み、袋みたいな状態になっているのです。

 

中学生レベルになると、簡単に言うとアルギン酸ナトリウムのナトリウムイオンがカルシウムイオンに置き変わること(置換)で、分子が網のように繋がって水を閉じ込めることができるということ。
もう少し詳しく説明すると、アルギン酸ナトリウムの水溶液にカルシウムイオンを含む乳酸カルシウムを加えると、一部のナトリウムとカルシウムでイオン交換が起こり、アルギン酸カルシウム(水への不溶性の塩)ができます。この時、カルシウムは2本の結合の手を持っているので、他のアルギン酸ナトリウムとも化合(ゲル化)します。この化合が四方八方に広がることで膜を形成します。

 

高校生レベルだと、多糖類のアルギン酸ナトリウム(Na・C6H7O6)の分子の一部が、乳酸カルシウムCa(C3H5O3)2のカルシウムイオンで架橋して膜を形成する。
アルギン酸ナトリウムのナトリウムにカルシウムのイオンが置換されると、カルシウムイオンは2価の陽イオン(カチオン)なので、2つのカルボキシル基と結合します。よって、時間の経過とともに反応が進み、アルギン酸の分子が極小な網状のような構造になることで、水を包むことができるのです。当然、反応が進むとゲル化していくので、長い時間浸けておくと中の液体はゼリー状になります。
アルギン酸ナトリウムと乳酸カルシウムの化学反応式は、2(Na・C6H7O6)+ Ca(C3H5O3)2→Ca(C6H7O6) 2↓+ 2(C3H5O3)ですが、全体としては、有機分子なので構造式となります。

 

そして、これを読んでくれているパパママは、イオンだのなんだのはこの歳になると専門職でない限りどうでもよいので、簡潔かつ明瞭に説明します。

寒天クックとかゼラチンは冷やすと固まる性質があるのと同様に、アルギン酸ナトリウムはカルシウムやマグネシウムを混ぜると固まる性質があるということです。(ナトリウムでなくても、適当な二価金属イオンであれば同様に固まります)

補足としては、今回イクラもどきに味を付けなかったのは、醤油や塩はナトリウムを多く含むので、カルシウムやマグネシウムとの反応を阻害してしまう事が理由です。仮に味付けにチャレンジしたとします。自由研究としての結果は、味のあるものは固まらなかったとした場合に、小学生では考察で詰まってしまうと思ったのでやりませんでした。

 

(=゚ω゚)ノ以上
みじんこ先生の化学って面白いな!の時間でした☆

 

↓なぜか高校性の頃化学TOPだったのよ☆
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