かんたん保冷剤・冷却剤 をつくろう ３１ 御前崎市立浜岡中学校 科学部顧問 松浦泰彦 き せつ 夏の暑いこの季 節 、 「氷」はすぐにとけてしまうし、とけたら「水」になってぬれ てしまい大変です。 ほ れいざい こま そこで、身近なものを材料として、とけても困 らないゲル やくひん きゅうげき れいきゃくざい 状の保 冷 剤 や薬品 を使って 急 激 に冷える冷 却 剤 をつくってみよう。 ●準備するもの じっけん 実験 １ かた くり こ しょく えん 片 栗 粉 （60g）、 食 塩 （45g）、ぬるま湯（150mL）、 よう き でん し フリーザーパック（４号サイズ）、熱に強いプラスチック容 器 、電 子 レンジ、 ラップ、プラスチックコップ じっ けん 実験２ にょう そ アルミホイル、フリーザーパック、 尿 素 、水 ●体験の手順 ＜実験１＞ しょく えん かんぜん と ま １．プラコップにぬるま湯を入れ、用意した 食 塩 を入れて、完全 に溶 けるまで混 ぜる。 かた くり こ ２．溶けたぬるま湯に片 栗 粉 を入れてかき混ぜる。 よう き ３．プラスチック容 器 にラップをしいて、できたゲルの元を入れる。 か ねつ こうおん ４．レンジで３分（500W）加 熱 し、水をはったバケツに、高温 になったゲルを入れる。 さ よ けい ５．冷めたら、ゲルの余計な ほう ちょう ところを包 丁 で切り、フリ ーザーパックに入れる。 れい とう こ ひ ６．持ち帰って、冷 凍 庫 で冷 や ほ れい せば保冷ゲルの出来上がり。 ＜実験２＞ にょう そ １．フリーザーパックに 尿 素 を入れる。 ふくろじょう ２．アルミを 袋 状 に折る。 ３．アルミの袋に水を入れる。 も ４．できるだけ空気が入らないようにして、袋の口を何回か折り返して、水が漏 れな と いように閉 じる。 ５．袋に付いてしまった水を、しっかりふき取る。 にょう そ ふくろ と ６． 尿 素 が入ったフリーザーパックに、水入りの 袋 を入れてパックを閉 じる。 あっ ぱく も にょう そ きゅう げき ７．袋を強く圧 迫 してアルミの袋を破き、漏 れた水に 尿 素 が溶けて 急 激 に冷える。 ●かいせつ 水 を つ くる 粒（ ○）がゲ ル の網目 構 造（ 線）に閉 じ こ め られ 、 自由 に 動け ず、熱 を 吸 収し な い。 ＜実験１＞ えき どろどろの液 が冷えて固まったものを『ゲル』といいます。 ぶっしつ ほ れい ざい こおり こ の ゲ ル 化 さ れ た 物質 を 保 冷 材 に 用 い る こ と で 、 氷 だ け の ば あ い ほ れい こう か こおり 場合 より保 冷 効 果 が長持ちします。普通の 氷 は、とけはじめる し ぜん と、とけた水が自 然 に動きをつくり、熱を伝えやすくなります。 いっぽう ほ れい ざい あみ め こうぞう 一方 、ゲル化された保 冷 材 は、編 目 のような構造 をしているため、 つぶ と こ こおり ちが この中に水をつくる粒 が閉 じ込 められ、 氷 がとけた場合と違 っ こおり て動きが起こりません。そのため 氷 だけのときより熱が伝わり にくく、とけるまでの時間がより長くなります。 しょく えん くわ れいとうこ さらに、 食 塩 を加 えることでゲルは、冷凍庫 に入れておいてもカチカチに固まるこ こおり しょく えん と とはありません。水は、０℃で固まり、 氷 になりますが、 食 塩 を溶 かすと、０℃より げん しょう ぎょう こ てん こう か もっと低い温度にならないと固まりません。このような現 象 を『 凝 固 点 降 下 』とよん ほ れい ざい てき ど やわ い わ かん でいます。今回つくる保 冷 剤 は、適 度 に柔 らかく、体につけても違 和 感 がありません。 ＜実験２＞ ぶっ しつ ぶっ しつ と 物 質 はそれぞれエネルギーをもっていますが、ほかの 物 質 に変わったり、水に溶 け りょう たりすると、持っているエネルギーの 量 も変化します。そして、この変化は熱の出入 あらわ はん のう ねつ りとして 現 れます。この、出入りする熱を『反 応 熱 』といいます。 れい きゃく ざい にょう そ と しゅう い うば よう かい ねつ ひ 冷 却 剤 は、 尿 素 が水に溶 けるときに 周 囲 から熱を奪 う『溶 解 熱 』によって冷 えま きゅう ねつ はん のう こ たい と はん のう きゅう ねつ はん のう す。これを『 吸 熱 反 応 』といいますが、固 体 が水に溶 ける反 応 の多くは 吸 熱 反 応 です。 ●気をつけよう ＜実験１＞ でん し か ねつ か ねつ ３分間電 子 レンジで加 熱 しても白いところが残っているようでしたら、追加で加 熱 か ねつ た しましょう。加 熱 直後のゲルは、真ん中あたりに熱が溜 まっているので、やけどに注 ひ ふ 意しましょう。０℃以下にした『ゲル』を直接皮膚 に付けないように注意しましょう。 ＜実験２＞ も しゅう い かま アルミの袋から水が漏 れるなら、袋の 周 囲 をビニールテープなどで閉じても構 いま せん。アルミの袋に水を入れるとき、袋の 外に、水が付かないようにしましょう。も じっ けん えき し、水が付いてしまったら、しっかりふき取りまし ょう。実 験 が終わった後の液 は、 ひ りょう あた 植物の肥 料 になりますから、植物に与 えてください。 ●くわしくしらべてみよう ＜実験１＞ ・暑さ対策-SKY NOTE ・教えて！左巻先生 http://d.hatena.ne.jp/skymouse/20090801/1249056133 いまさらきけない化学の疑問 身近に感じる不思議編 ＜実験２＞ ・理科の先生の知恵袋 http://rikashitu.blog89.fc2.com/blog-date-201108-1.html ・「青少年のための科学の祭典」第 16 回静岡大会 ・カラー版 実験解説集 忘れてしまった高校の化学を復習する本
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