【酢酸ナトリウムを使った過冷却の実験！】

本日1/13（月）は祝日・冬の特別企画としまして
「ワークショップクラス」「サイエンスアートクラス」のみ特別レッスンを開催しました！

ワークショップクラスでは「アナと雪の女王」に登場する「氷の城」を
大きいスケールで本物の氷を使ってみんなでつくりました！
ライトアップすると幻想的で溶けて消えてしまう「氷」は儚くも美しい作品となりました。

サイエンスアートクラスでは、まるで「雪の女王エルサ」の魔法のような
触れるだけで一瞬で凍る原理「過冷却（かれいきゃく）現象」を実験を通じて学びました！

ふつうは、冷凍庫に入れた水が数時間して氷として出来上がりますが
部屋の温度でしかも一瞬で凍る「過冷却」とはいったいどんな仕組みで発生するのでしょうか？

生徒さんに最初に、水が氷になる温度を質問してみました。
「0度！」と答える生徒さん！
小学生に入る前の生徒さんが氷点について知っていたようでビックリです！

ちなみに液体が固体に変化することを「凝固（ぎょうこ）」と言い
反対に固体が液体に変化することを「融解（ゆうかい）」と言いますね。
その時の温度を「凝固点」または「融点」呼びます。

今回使用する一瞬で凍る魔法の水の正体は、
食品の保存料にも使われる「酢酸ナトリウム」を水に溶かしたもの「酢酸ナトリウム水」です！
ちなみにこの「酢酸ナトリウム水」
水の場合（氷点）→　0度「凝固点」＝「融点」です。

一方今回使用する「酢酸ナトリウム水」の凝固点（固形になる温度）はなんと「58度」なんです！

これには生徒さんもビックリ、0度であたりまえのように固形になる水と違い
お風呂より熱い温度で固まるなんて、、想像がつきません！

まずは、きれいに溶かした状態・過飽和（かほうわ）状態の「酢酸ナトリウム水」をつくります！
今回はバットにお湯を張って湯煎であたためて水と酢酸ナトリウムを溶かしました。
これをゆっくりと静かに冷まします。

ちなみに液体から固体になるには「種結晶」というものが必要になりますが、
過飽和（かほうわ）状態の「酢酸ナトリウム水」は「種結晶」が無い状態になります
つまりは、凍らないといけないのに、凍るのを忘れているような状態とも言われています。

この状態で、「種結晶」（固形の酢酸ナトリウム）を少しでも与えてあげることで
一気に過冷却現象を引き起こして固める仕組みです！

冷ましている間に濃度の異なる「酢酸ナトリウム水」をいくつかつくりました。

そして冷ました「酢酸ナトリウム水」から順に結晶を（指につけ）与えいざ実験です！
しかし、、、上手く過冷却現象がみられませんでした。。

そして異なる「酢酸ナトリウム水」で何度も繰り返し実験しました！
残念ながら過冷却現象はみられませんでした。

そこで失敗の原因を考察してみました！

ポイント1:　完全に溶かすことができたか？
今回湯煎で溶かすことを試みました、目視で溶けているように見えても
溶け残りがあったのかもしれません。

ポイント2: 酢酸ナトリウムの分量が適切か？
酢酸ナトリウムの濃度が少ないと過冷却現象がみられません

ポイント3: あたためた液体を静かに十分に冷ますことができたか？
室温ほどの温度までゆっくり冷ましさらに冷蔵庫に10分程入れるとよいそうです。

実はこの実験、小学生の頃経験されて方もいらっしゃるかもしれませんが
なかなか成功させるのが難しい実験です、、しかし何度も失敗しながらも
考え何度も挑戦できる奥深い実験です！
ぜひこれをきっかけに「溶ける」「固まる」仕組みについて考えるきっかけとなりましたら嬉しく思います。