酸素と二酸化炭素|中学受験のためのアルファ実験教室

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 大気中に多く含まれる酸素や二酸化炭素は、生命活動には欠かせない気体であり、物の燃焼を理解するためにも必要不可欠な気体です。本単元は中学受験学習で頻出となるこれらの気体を学習する初回授業。子供達には、反応の原理や反応式は一旦おいておき、まずは物質が引き起こす化学反応を楽しんでもらいたいと考えています。
 
 ※このページの内容は、授業前のお子様には伝えないでください。
 

  実験1 酸素と二酸化炭素の比較
       酸素と二酸化炭素を比較します。色・匂いなどでは区別がつかない両者ですが、燃焼している物があると明確な違いを見ることができます。
  
  実験2 酸素の発生
       酸素は過酸化水素の分解によって得られます。過酸化水素の分解を促進するために、カタラーゼや二酸化マンガンといった触媒を用います。身近な物を使ってこの反応を引き起こしてみます。
 
  実験3 二酸化炭素の発生
       二酸化炭素が発生する反応は数多くありますが、ここでは炭酸水素ナトリウム(重曹)の熱分解をみてみます。発生した二酸化炭素を水酸化カルシウム水溶液(石灰水)に通すと中和反応が起こり、白色沈殿を生じる(白く濁る)現象も確かめます。
 作った二酸化炭素を閉じ込めた容器に炎を入れると燃焼が止まってしましますが、これは二酸化炭素が火を消すのではなく、酸素不足によって引き起こされます。
 これらの化学反応の仕組みは本単元でも軽く触れますが、本格的に理解するのは4年生になってからで良いでしょう。
 
  実験4 カルメ焼き作り
       炭酸水素ナトリウムの熱分解は料理にも利用されています。ケーキやマフィンを焼くと膨らむのは、ベーキングパウダーに含まれている重曹が分解して二酸化炭素が出るためです。
 今回は砂糖菓子の1つ、カルメ焼きを各自に作ってもらいます。砂糖の熱分解(カラメル化)と重曹の熱分解を利用するカルメ焼きは、温度調整がとても難しく、温度が高すぎり低すぎたりして失敗する子もいることでしょう。自宅でトライする場合は、熱を伝えやすい銅製のおたまを用意すると成功率が高まります。
 



 
参考図書の多くは教室や廊下においています。ぜひ手にとってご覧ください。
 

  実験対決 21 変化の対決