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スメクタイト 不思議な物体で遊ぼう!

 今週の日曜に宇宙少年団の活動があります。今日はその教材研究をしました。
 今度のテーマは「不思議な物体で遊ぼう!」スメクタイトを使った実験をしようと思っています。

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にほんブログ村 教育ブログ 理科教育へ スメクタイトとは、細かい粒子の粘土です。これを水に溶かすと、おもしろい状態になります。
スメクタイト 試薬

↑ これがスメクタイト。中村理研で販売されています。
水に溶かすとどろどろの状態になります。
スメクタイト1

棒ビンの中で激しく動かすと、液体。動きを止めるとゲル状になります。とっても不思議な感じ。
スメクタイト2

さかさまにして一晩おいてもそのままでした。スライムなんかとは全然ちがう状態です。ちなみに、中の液体を触るとサラサラしています。

以下、付属の説明書からの引用です。

★スメクタイト★

スメクタイトは、モンモリロナイトという粘土鉱物を主成分とするマグネシウム分の多い粘土鉱物です。ここではスメクタイトという粘土鉱物に水を入れ、そのおもしろい動きを観察してみましょう。粘土が生活の中で身近に使われていることは以外に知られていません。お母さんの使っているファンデーションやパックに使う化粧品、毎日使っている食器類のほか、ネコやハムスターのおしっこを吸着させる室内トイレ剤が粉末の洗濯用洗剤等、以外にたくさんあります。また、粘土は鉛筆の芯にも含まれています。粘土の分量が多くなると、Hや2Hのように硬い芯になります。

●スメクタイト実験ビンのつくりかた
1 容器にスメクタイトを入れます。1gを上皿てんびんで計って入れます。
2 水を入れて3%の水溶液を作ります。30mlをメスシリンダーで計って入れます。
3 色をつけたい人はここで、食紅をちょっとだけ入れます。
4 かきまぜ棒でよくかきまぜます。10分はまぜましょう。
5 ふたをして、50~100回まぜます。

●観察してみましょう
1 容器を横にして左右にゆっくり振ってみると、シャブシャブと液体をふったときのような音がします。
2 容器をたてにして、下向きにして一回程度やや強くふります。しばらく静かにおいておくとスメクタイトがかたまります。
3 また容器を横にしてふると、最初の時と同じようにシャブシャブと液体のようになります。

●なぜこのようなことが起こるのでしょう?
・ スメクタイトは粘土の中に含まれている鉱物の一種で、100万分の1ミリメートルの薄い層がナトリウムやカルシウムなどのイオンや水をはさんで本のように重なった小さな結晶かたできています。
・ スメクタイトを水に入れると、層はバラバラにはがれ、いろいろな向きに結合しあって、ゲル状態になります。しかし、その結合状態は弱く、振動をあたえると、水のようにサラサラなゾル状態になります。
・ このように非常に弱い結合状態は軟らかな振動でもすぐに崩れ、逆に静かに置いておくとすぐに結合して固まります。

●スメクタイトはどのようなものに利用されているでしょう?
 このような粘土特性やコロイド性を利用して、スメクタイトは様々な産業、例えば、自動車部品の製造、土木の基礎工事や塗料、薬、化粧品に使われています。

●スメクタイトの組成
 化学名:ケイ酸アルミニウムマグネシウム
 〔(Si8-aAla)(Mg6-bAlb) O20(OH)4〕- ・Na+(a-b)a-b>0




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