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| 写真１ ミョウバンの結晶 | 写真２ 氷砂糖の結晶 |
きれいな結晶を上手につくりたい
今年度の修学旅行の班別研修で、「塩の科学館」に行ってきた。その中で、塩の結晶がたくさんついた船の模型が印象的だった。また、２年生の中の数名が、夏休みの自由研究で大きな結晶づくりに取り組んだが、必ずしもうまくは行かなかった。そこできれいな結晶や大きな単結晶をつくってみようと思った。
ミョウバン、氷砂糖、ビーカー、温度計釣り糸、カメラ、
（１）きれいな結晶をつくるために、ミョウバン水溶液の中に糸を巻いた木の枝を入れる。また、氷砂糖の水溶液に氷砂糖を入れる。
（２）枝にミョウバンの結晶をうまくつけるには、ミョウバンをどのくらいの濃度にすればよいかを、濃度を変えて行ってみる。
（３）大きな単結晶をつくるために、きれいな種結晶を使ってお湯の中でゆっくり冷やしてみる。
（１）について
最初は、溶液濃度が濃いほど大きくきれいな結晶になるだろうという考えで、ミョウバンの方は、水５００ｇにミョウバン１５０ｇを温めながら溶かし、糸を巻いた木の枝を入れた。氷砂糖の方は、水５００ｇに氷砂糖１５０ｇ溶かした溶液に、氷砂糖を１つつるした。その結果ミョウバンの方は枝についたものの、８０ｇにもなり、きれいというより不気味になった。また砂糖の方は単結晶をそのまま大きくしたように結晶し、縦４．２ｃｍ、横５．５ｃｍ、 質量５８ｇにもなった。
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| 写真１ ミョウバンの結晶 | 写真２ 氷砂糖の結晶 |
（２）について
水５００ｇに入れるミョウバンの濃度を変えて結晶をつくってみた。１２５ｇの時は、枝全体に結晶がついたが、やや多すぎた｡
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写真３ ミョウバン１２５ｇ |
ミョウバン１００ｇでは、枝全体に結晶が出来ないことがわかった。そこで、ミョウバン１２５ｇで時間を測ったところ、溶液の温度が５０℃になってから２時間ほどで、枝全体にきれいに結晶が出来ることがわかった。もう一度同じ条件で実験をしてみたが、やはり２時間できれいに枝全体に結晶が出来た。
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写真４ 最初の結晶 |
写真５ ２回目の結晶 |
（３）について
大きな単結晶をつくるために、まずは飽和水溶液を３日間バットにあけて放置し、形がきれいなものを採集した。それを瞬間接着剤で釣り糸につけ種結晶とした。ミョウバン１００ｇを水５００ｇに溶かし、完全に溶かした後、水溶液の温度が５０℃になったところで、種結晶を入れた。液温をゆっくり下げるために、発泡スチロールの容器に５０℃のお湯を入れ、そこにビーカーを入れた。
次の日にできた結晶は、１８ｇ、２４ｇ、２８ｇ、３４ｇの大きさとなった。小さな２個は単結晶として非常にきれいな形をしているが、大きな２個は、種結晶だけでなく、釣り糸の別なところにも結晶が出来てしまった。
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写真６ きれいな単結晶 |
写真７ 種結晶以外にも 結晶ができてしまったもの |
同じ水溶液を使って、足りなくなったミョウバンを加えて新たに単結晶をつくってみたところ、１４ｇ、１６ｇ、１８ｇ、１８ｇの単結晶が出来た。この作業をきれいな単結晶で繰り返せば、より大きな単結晶が出来るであろう。
（１）ミョウバンの場合、木の枝全体に結晶をつけたい時は、水５００ｇあたりミョウバン１２５ｇを完全に溶かす。その液温が５０℃になった時に木の枝を入れると、２時間でできあがる。
（２）きれいな単結晶をつくりたい時は、水５００ｇあたりミョウバン１００ｇを入れて完全に溶かす。その液温が５０℃になった時に種結晶を入れて一晩おくと、１４ｇから１８ｇの単結晶が出来る。ただし、釣り糸が汚いとそこから結晶が出来てしまうのでできるだけきれいにして実験を行う必要がある。
濃度や温度に気を配り実験を行うことが出来た。これからはミョウバンだけでなく食塩を使ってモールにきれいな結晶をつけてみたいと思っている。