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家にあるもので自由研究「10円玉ピカピカ実験」の方法や原理、注意点

投稿者:ライター 長末初音(ながすえはつね)

2019年8月28日

「自由研究が終わってない!」という時にもおすすめしたいのが、「10円玉ピカピカ実験」だ。これは家庭にあるもので酸化して黒ずんだ10円玉を、ピカピカにできるかどうかを調べるもので、実験だけなら30分程度で終えられる。簡単なのに、やりがい満点の研究なのだ。その方法やピカピカになる理由、注意点まで詳しくご紹介しよう。

1. 10円玉ピカピカ実験の材料は「家庭にあるもの」

10円玉ピカピカ実験の自由研究は、特別な道具を購入しなくとも実施できる。研究対象となる「10円玉」は、同じくらい黒ずんだものを10枚ほど用意しよう。10円玉をきれいにする溶液は「台所用洗剤」に加えて「家庭にある調味料」を10点ほど用意するとよい。

材料

この自由研究には下記のような調味料が役立つ。
  • 砂糖水
  • 塩水
  • お酢
  • しょう油
  • ソース
  • ケチャップ
  • レモン果汁
  • お茶
  • 炭酸水
  • タバスコなど

道具

材料のほかに、自由研究を進めるための道具も必要だ。10円玉ピカピカ実験では「皿」と「ティッシュペーパー」、「綿棒10本程度」を使う。自由研究に使えそうな皿がない場合は「たまごパック」がとても便利だ。上下を切り分けて、半分には調味料を、半分には10円玉を入れて実験を進める、というやり方で進めると、後片付けや記録用写真も取りやすく、非常におすすめだ。

2. 10円玉ピカピカ実験の方法とまとめ方

実験前の10円玉と実験後の10円玉を比較するため、実験段階に応じて写真を撮るようにしよう。自由研究の第一段階として、黒ずんだ10円玉を台所用洗剤で洗ってみてほしい。洗剤を含んだティッシュで磨いてみる方法でもよい。すると、表面の汚れは落ちるものの黒ずみは取れないため、「10円玉の黒ずみは普通の汚れとは異なる」ということがわかる。

次に、10円玉を小皿に並べよう。たまごパックを使う場合は、たまご1個分のくぼみに10円玉を1枚入れるとよい。綿棒1本に調味料を1種類つけ、10円玉にたらす。これを、用意した調味料の種類分、実施しよう。ちなみに、調味料を多めに使えるなら、10円玉を調味料液に浸す、という方法でも実験できる。10~15分ほど経過したら、ティッシュで拭きとってみよう。自由研究の結果がわかるはずだ。

10円玉ピカピカ実験のまとめ方

自由研究として実験結果をまとめる際は、下記のような項目を記載するとよい。
  • 実験をした日時、天気、気温
  • 実験をした理由やきっかけ
  • 実験の方法
  • 実験結果の予想や仮説
  • 実験の結果
  • 感想や考察
10円玉ピカピカ実験のまとめでは「どの調味料で10円玉がどのように変化したのか」をはっきりわかるように記載することが大切だ。

考察では、10円玉がピカピカになった調味料同士に、共通点がないかどうか調べてみよう。ラベルの原材料を写真に撮り、レポートに記載して比較する、という方法もおすすめだ。

JX金属株式会社のウェブサイトでは、自由研究をまとめる際に役立つ「自由研究ワークシート 10円玉のぴかぴか実験」が公開されている。学校で禁止されていなければ、こういったテンプレートを使うのもよいだろう。

3. 10円玉がピカピカになる理由

10円玉ピカピカ実験の自由研究で子どもたちが気になるのは、「10円玉がピカピカになる理由」だろう。親子で実験を進めていくと、その理由は「酢」だと発見できる。

そもそも10円玉の黒ずみは、銅と酸素が結合してできた「酸化銅(CuO)」というサビだ。この自由研究は、酢に含まれている「酢酸(CH3COOH)」が酸化銅を溶かすことで、10円玉をピカピカにする、というものなのである。化学式で表現すると下記のとおりだ。

CuO+2(CH3COOH)→Cu(CH3COO)2+H2O

酢だけよりも、塩が含まる調味料の方が、10円玉はピカピカになる。これは、塩を構成している「塩化物イオン(Cl-)」に酸素を還元する作用があり、酢酸の反応を助けるためだ。

自由研究の考察はもちろん大切だが、最後にはハッキリした理由を知ることで次の学習へと進むいいきっかけになる。小学生の子どもには化学記号を省いて簡単に説明し、小学校高学年から中学生の子どもには、化学記号を教えて一緒に考察を進めてみる、というのも自由研究らしさを出せそうだ。

4. 10円玉ピカピカ実験の注意点

10円玉ピカピカ実験の自由研究には3つの注意点がある。ひとつは失敗を避けるため、実験前にやり方をしっかり確かめておくことだ。

次に、お金や調味料の取り扱いに慣れていない年齢の子どもには、必ず保護者が付きそって実験してほしい。材料や道具で子どもが遊んでしまうと、誤飲などの事故の恐れもあるためである。最後に、調味料が手についた際や自由研究の実験後は、目をこすらないようにし、必ず石けんと水でよく手を洗おう。

結論

「10円玉ピカピカ実験」の魅力は、家にある材料や道具で簡単にできるところだ。小学校理科で習う「酸とアルカリ」や、中学化学の「酸化還元」に関する内容でもあるため、授業に直結する点もうれしい。自由研究をきっかけに理科や化学を大好きになれるよう、親子で実験を楽しもう。
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