夏休み自由研究に中学受験頻出の「溶解度実験」をやってみました

化学実験

8月に入り、小学校の自由研究に悩むご家庭も多いでしょう。我が家は子どもが中学受験する6年生の夏、切羽詰まって「塾のテキストに載ってる通りの溶解度の実験」を学校向けの自由研究としました。体験者からの注意点です。

1. 器材をネット購入する際の注意点

夏休みの自由研究として、化学系の実験をおススメするのは、器材さえそろえてしまえば短期間で結果が出る点です。

植物の観察日記などだと、続けなければ結果が分かりません。
うちの子みたいに意欲にムラがあるタイプには向いていませんw
その点、科学実験なら短期決戦でカタがつきますw

中学受験の理科で頻出問題なのが溶解度。
「何℃のお湯に、何が何g溶けるのか」というアレです。
例えば、20度近くの常温の水には砂糖は少ししか溶けなくても、温度を上げると溶けやすくなりますよね。

温度による溶解度の変化が大きいホウ酸などを使って、「何度のお湯にどれだけ溶けるか」「溶けた状態から温度を下げると何g固体になるのか」などが問題となります。

うちの子は、6年の夏休みでも、この溶解度の問題が苦手でした。
一方、普通の公立小学校では「夏休みの自由研究」が宿題として課されます。

そこで。
小学校向けの夏休みの自由研究に、塾のテキストに載っている「溶解度の実験」を家庭で実施して観察して提出することにしたのです。

ビーカーや、アルコールランプや三脚、石綿付き金網などの実験器具は、ネットで簡単に購入可能です。

ただ、ネット通販全般に言えますが。
大きさをよく確認しておきましょう

我が家では、三脚の高さが高すぎてアルコールランプとの調整が取れませんでした。
(高さが合う缶詰を探し出してきて、アルコールランプの下に置いて調整しましたw)。

アルコールランプの注文画面で「この商品を購入した人にはこちらがおすすめ」とあったので、合わせて購入したのですが…。
ランプとの高さの兼ね合いまで、親切にアドバイスしてくれたものではなかったようですw

2. 「溶解度」ぎりぎり溶かすには時間が掛かります

先ほど化学系は楽勝、といった感じのことを述べましたが。
意外にてこずった点が一つあります。

それは、溶解度ギリギリまで溶かすのには、結構時間と手間が掛かる点です。

我が家の場合、塾のテキストに載っているとおりの実験を行っており。
「この温度なら何g溶ける」という結果が分かっている状態です。
この値どおりに溶けてくれないと困るのですw

ところが、かき混ぜてもかき混ぜてもなかなか溶けてなくなりません。
いや、時間を掛けてかき混ぜると溶け切るのは確かなので、溶解度がその値であるのは正しいのですが。

ただ、お湯に砂糖がさら~っと溶けるようなイメージではありません。
棒状のモノでも簡単に溶けてくれません。
ミニ泡だて器のような、溶かす機能のあるモノで溶かさないと大変です

溶解度ギリギリまで溶かすには、思った以上に時間が掛かります。
そして、これが次で述べるように温度の調節に影響してしまうのです。

3. ビーカーを加熱するより、その温度の湯を用意

塾のテキストでは、ビーカーの中のお湯を加熱して温度を上げながら、溶解度が上がっていくという実験が紹介されています。

実験に慣れていて手際が良い人なら、それで上手く行くのかもしれません。

我が家は特に実験に慣れているわけではないので。
先に述べたように溶解度ギリギリまで溶かすのに時間が掛かります。

すると…。
まず、力いっぱいかき混ぜないといけないので、三脚の上では危険です。
そこで、机の上に降ろして頑張って混ぜます。
そのため、ビーカーのお湯の温度が下がってしまうのです…。
したがって、予定していた温度での溶解度の値通りにはますます溶けないことに…。

そのうえ。
そうこうしているうちに、お湯が蒸発して液体の量が減ってしまうのです。
これもまた、予定していた溶解度どおりの値にならない原因です。

ビーカーのお湯を加熱しながら、温度の上昇とともに溶解度を観察するのは案外難しいです。

確実に簡単に観察するなら。
台所で薬缶にお湯を沸かして、お水と混ぜながら、20℃、40℃、60℃、80℃、100℃それぞれのお水・湯を用意して行った方がスムーズだと思います。

それか…。
あえて、ビーカーを加熱する方法で失敗から学ぶという選択もアリかもしれません。
「なぜ上手く行かないのか」とじっくり原因を探る思考力のあるお子さんなら、むしろ勉強になるかも。

「かき混ぜているのにモタモタしていて温度が下がった」「実験中に水が蒸発してしまった」。
これらの失敗の要因も含めて考察してレポートに仕上げられるなら、とても良い研究になると言えるでしょう。

我が家は60℃くらいまでビーカーを加熱しても上手く行かず。
本人ではなく、母の私がその原因を推測し。
子どもにも説明して、各温度のお湯を用意する方法に切り替えたんですが…。

中学受験の溶解度の計算って。
複雑なものだと、温度の上下や蒸発してしまったという条件でどうなるのかが出題されますよね。
ちょうど、我が家が失敗したのと同じような条件で。
うちの子は、やーーっぱり、この辺が夏休みを終えても苦手でしたw

うちの子と違って失敗を糧にできるお子さんなら、これも自由研究の成果と出来ると思います。

まとめ

受験の切羽詰まった6年生の夏休み。

自由研究は、塾のテキストに載っている実験をすると、受験勉強と夏休みの自由研究と両立しやすいでしょう。

特に化学系の実験は、器具さえそろえてしまえば、半日程度で済むので短期決戦に向いています。
(器具を揃えておけば、来年以降も使えるかもしれませんw)

とはいえ、溶解度実験は思った以上に溶かしきるのに時間と手間がかかります。
モタモタしていると、ビーカー内のお湯の温度が変わったり蒸発してしまったりします。

この条件の変化も込みで考察できる優秀なお子さんなら、それで構わないと思いますが…。

無難に済ますなら、それぞれの温度のお湯を個別に用意した方が楽だと思います。

この時期、受験生のいるご家庭、ホントしんどいと思います。
暑い日が続きますが、エアコンをしっかり活用しつつ、頑張って乗り越えてくださいね!
あと半年ですよ!
(多くの塾がもう新規学習を終えて、模試や過去問に入っていくでしょう。大変は大変ですが、今までとは違う大変さなので、今のツラさがそのまま続く訳ではないですよ)

我が家も経験者でした。
他人事とは思えません。
こころから応援しています!

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