[酸化・還元][教師実験] ■所用時間/●約40分
10時間目。前時に引き続いて、スチールウールの燃焼である。
ただし、今回は、丸底フラスコに酸素を入れておき、そのなかでの燃焼である。
密閉した状態で、反応の前後での重さ(質量)の変化を聞く。
T『この前の時間は、このスチールウールを空気中で燃焼させて、重さの変化
を見るということをやりましたね。どうなりましたか。』
C『重くなった。』はっきりと天秤が傾いたので、これはかなり鮮明に憶えて
いるようである。
T『うん、そこで今日は、同じ実験なんだけど、ちょっとちがう角度からこの
実験をやってみます。ただし、いつもとちがって、先生が前でやることにし
ます。ここに丸底フラスコがあります。』500mlの丸底フラスコを示す。
『ここへ、酸素を入れます(スプレー)。こうです。(シュー)』
『見えますか。おおっと、これでいっぱいですね。』手であふれでる酸素を
かき集め丸底フラスコに入れるしぐさをする。
C『( ゚o゚)ハッ』ぞっと笑い。
T『えっ、まだ見えないですか。はやく見えるようになってほしいな。と言っ
ても念のために確かめておこう。このなかに酸素がいっぱいになったか。
どうして確かめたらええかな。』
C『センコウ』『燃えるかどうかみたらええ。』
10時間目の続き。丸底フラスコいっぱいに酸素をいれたことを確認するとこ
ろからです。このとき、線香に火をつけたものを入れると「ポッーン」という
音とともに燃える。生徒たちは、けっこうこの音が気に入るようである。
必ずアンコールをかけてくる。実験の本質ではないのだが、アンコールをね
だる。惜しんでいると「もったいないんけ」と・・・(^_^)
次は、スチールウールを丸底フラスコのゴム栓をしたまま燃焼させる装置で
あるが、これは針金2本をゴム栓に差し込んで、その針金の間にスチールウー
ルをはさみ、外からスライダックをとおして電流を流して、燃焼させることに
する。このとき、スチールウールは、はさむだけでは、すぐに落ちてしまうの
で、ニクロム線でぐるぐるとまいておちないようにした。
また、ゴム栓のフタには、ガラス管+ゴム管+ピンチコックをつけておく。
そして、天秤でつり合わせておく。
T『さ〜てと、ここからが問題ですよ。こうしてつりあっていますね。そして
これを、この状態のままフタをとらないで、燃焼させます。そして、ふたた
び、この天秤にのせます。そうすれば、どうでしょう。重くなっているでし
ょうか。軽くなっているでしょうか。それとも同じで・・・』
C『予想
ア 重くなる・・・18人 後に+3人
イ 軽くなる・・・10人
ウ 同じ ・・・4人 後に−3人』
<重くなる派の考え>
『前に、空気中で燃やしたとき、重くなったので』
『酸素ばかりのところだったら、よけいに重くなる』
『新しいものができて・・・』
『燃えて、二酸化炭素(゚o゚)ゲッ!!がでけて、二酸化炭素は空気より重たいので』
<軽くなる派の考え>
『燃えたら酸素が使われて、すくなくなるので・・・』
『ものが燃えるんだから、カスが残るだけだから・・・』
『新しいものができたとき、なんかが出て行ってしまうので』
<同じ派の考え>
『フタをしたままなんで・・・』
『少なくなった分、なんかが増えるので』
意見が出たところで、実験。一瞬まばゆく激しく燃焼。Y(^^)ピース!
実験後、再びみんなの意見と実験を見て予想を変更してもよいというと、なん
と同じと予想したもののうち、3人が<重い派>へ。
最後まで、残ったのはT君ひとり。
みんなが、かたずを飲んで見まもるなか、天秤へ。
C『(O.O;)(o。o;)同じ』T君ひとり\(^O^)/やったぁー。
T『よし、ではこの今起こった変化を、原子・分子の図を書きながら、次のこと
も考えてみよう。』と、大きく丸底フラスコを書き、そのなかに鉄の原子・酸
素の分子のモデル図を使い、変化前と後との様子を書いて見る。
そして丸底フラスコのなかから、「原子の出入り」のないことを強調する。
次に、「書いた図が正しいのなら、丸底フラスコの酸素が、鉄にくっついたら何も
にいところができてしまうので・・・」とゴム栓につけておいたゴム管にガラス管
をつけ水槽につけ、ピンチコックをひらき、水が逆流するのを見せる。
これは、ほとんどの生徒が予想することができた。また、随分たくたん逆流するこ
とに関して「すごいたくさん酸素がくっついたのやな」と感動もしていた。
この後
酸素との化合=酸化、できた物質=酸化物:この場合酸化鉄、熱・光をともなう
激しい酸化=燃焼をまとめる。