夏休みの自由研究～石灰水をつくるはずが、発熱実験へと発展していく～
小学校高学年男子の夏休みの自由研究を支えつつ、親が楽しんだ実験です。子どもには別途、自分で研究結果をまとめてもらいますが、
私が楽しんだ実験過程をメモする場はないので、子どもとは別途、結果をメモをしました。
なお、実験の報告ではなく、調べ、考えた過程を重視したメモです。
（結果については専門的なものがたくさんありますので、ここでは素人が紆余曲折考えた実感過程をメモしました。）
石灰水をつくる
もともとは、子どもの夏休みの自由研究の中で、二酸化炭素が発生しているかどうかを確かめるために「石灰水」を調達しようと思ったのですが、思ったよりも高価だったので、安く作れる方法があるということで、自宅で石灰水をつくろうとチャレンジすることにしました。
＜準備するもの＞
・生石灰（化学式 CaO、のりなどの乾燥剤として使われているもの、消石灰・シリカゲルとは異なる点に注意。）
・水（水道水を使用。）
・耐熱容器（260度まで対応できる、ミルクポット陶磁器を使用。）
・まぜる棒（割りばし）
・キッチンスケール（計量計）
・温度計（体温計ではダメだった。
＜事前に調査したこと＞
・生石灰と水を混ぜれば簡単に「石灰水」が作れるらしいが、発熱するとのこと。どの程度、温まるだろう？
・生石灰を使って、100度まで上昇する「非常時の缶詰加熱」や「お弁当をあっためるもの」がある。（やけどするじゃん！）
・生石灰を納屋においておいたところ、水がかかり、火事になった例がある。（家、焼けたら困る。）
・Wikipediaによると、「水を加えると発熱し、数百℃にまで温まった後、水酸化カルシウム（消石灰）を生成する。この反応を、1リットルの水に約3.1キログラムの生石灰を投入して行うと、おおよそ3.54メガジュールのエネルギーが得られる」とのこと。メガジュールについて調べたが、正直ピンとこなかった。
（何グラムの生石灰で何度くらいになるのか知りたかったが、湿度や水の温度などが影響するらしく、提示されている小難しい数式では理解できなかった。）
また、上記によると、1リットル（1キロ）の水に訳3.1キログラムの生石灰を反応させたところ、熱量は最大であるとのこと。すなわち、それ以上の水を入れておけば、発熱量の最大は避けられる。
（生石灰の量より水の量を多くした方が、高温にならない、近くにあるものが発火するようなことはないだろうと推測。）
さらに、「生石灰を水中に投入すると温度が150 °Cまで上昇し、燃料に引火すると考えられている」という記述もあった。
（多くの実験では生石灰をいれた試験管やビーカーに、「一気に」水をいれるとあったので、水の中に生石灰をいれることで、火事になるような状況は回避できると考えた。）
＜生石灰の量＞
実験に関わる我が家族および家を守るために、発熱温度帯は100度以下としたい。
（50度超えたらやけどはするでしょうが、私自身キッチンで相手にしているガスコンロでも200度まで相手にしているから、100度は安全領域と考えた。）
ということで、水の量は生石灰の量よりも多くする。
やってはいけない危険な割合 → 水1：生石灰3.1
①25グラムの生石灰（どの程度の発熱するかわからないから、はじめは少しだけにする。）
②40グラムの生石灰
③100グラムの生石灰
＜結果＞
①水500ミリリットルを耐熱性のポットにいれ（この時点で水温26度）、生石灰25グラムを入れる。
その結果、ポットの下の方が15秒程度で熱くなりました。
あわててポットの「外側」から「体温計」で測定したところ40度以上になっていることがわかりました。
（この時は温度計はなく、体温計を使用したため、40度以上は計測不可でした。どれくらいの温度なのか興味を持ったため、翌日温度計（キッチン用の200度くらいまで測定できるもの）を準備し、別日に再チャレンジしました。
②水500入りリットルを耐熱性のポットに家、生石灰40グラムを入れる。
その結果、生石灰が水に触れた箇所からどんどん温度があがり、ポットの下の方が触れないほど熱くなりました。生石灰は下に沈んでいたのですが、65度まで急上昇していることを確認しました。
しかし、その後、生石灰をいれたポットをかき混ぜたところ、40度程度まで低下しました。
子どもとしては100度になるところを見たかったらしく、今度は100度チャレンジをしたいというので、水の量を調整するか、混ぜずに100度になるまで待つかしよう、として2回目の実験を終えました。
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