ケミカルスノーの作り方
2004年クリスマス更新
| 上のカットは、ステキ化学系素材サイト「Chemical Garden」様にてお借りしてきたもので、少し違うバージョンのカットを2004年クリスマストップページにも使わせていただきました。 ビーカーの中の液体に雪のようなものが舞っていますが、これは化学の基礎的な知識を応用して作ることができる「ケミカルスノー」という、結構その筋では有名なものです。今回はこの、ケミカルスノーについて解説してみたいと思います。 |
| 【１】 塩の溶解平衡（化学平衡）を応用したもの ご存知の通り、水に溶ける物質は永久に溶け続けるわけではなく、溶ける量には限界があり、それ以上に溶かそうとしても沈殿してしまいます。溶質が食塩の場合、食塩を水に溶かすときには結晶の塩化ナトリウムがイオンに電離する反応 NaCl → Na+ + Cl-・・・・・① が起こっていますが、もう溶けきれなくなって食塩が下に沈んでいる場合には、実は水溶液中でイオンだったものが Na+ + Cl- → NaCl・・・・・・② という風に結晶に戻る反応も起こっており、沈んでいる結晶が溶け出してイオンになる反応（①）速さとイオンが結晶になる反応（②）の速さが同じになっているため、見かけ上、水に溶けている食塩の総量は変わりません。これを溶解平衡（へいこう）といいます。つまりバランスが取れているわけですが、ここで①より②の速さが速くなると、当然バランスが崩れて見かけ上②の反応が起こり、食塩の結晶ができ始めます。すると、水中に細かい食塩の粒が現れては落ちていき、まるで雪が降っているように見えます。これをケミカルスノーと名づけているのです。 さて、②の速さを早くするにはどうしたら良いか、ということですが、②の左辺のイオン濃度のどちらかまたは両方高くしてやれば、両者が衝突して反応する機会が増えるわけですから簡単に速くできます。ならば、塩化カリウムなどの塩化物水溶液を加えれば…とも思いますが、液体を加えると全体の液量が増えてしまって濃度は期待していたほど上がってくれませんから、気体の方が効果的です。 具体的に言うと塩化水素。図のろうとの先にゴム管をつけて、濃塩酸の入った試験管とゴム栓やガラス管を使って繋げてやればＯＫです。濃塩酸からは黙っていても塩化水素が発生し（←急ぐ時は注意しながら軽く暖めれば塩化水素の出が良いです）、塩化水素は水と接触すると塩化物イオンができますから、あとはただケミカルスノーが降ってくるのを待つだけですｖ 家庭ではできない実験ですが、綺麗な実験ですｖ |
 ←こんな感じこちらもChemical Garden様のカットです…美しい！ |
【２】 過飽和を利用する方法 【１】の方法は家ではできない・・・ならば家でできる「ケミカルスノーもどき」はないか、ということで、もう1つの方法を（雪の出方がかなり違うのですが）紹介します。使うものはチオ硫酸ナトリウムの結晶。水道水の塩素を中和する薬品として「ハイポ」等の名称で熱帯魚屋さんで購入できます。写真の現像にも使われるのでカメラショップにもあります（１キロ500円くらい。）。熱帯魚飼育にも使われるくらいですから、毒性はかなり低いです（だからといってぽりぽり齧ってはいけません！）そして、高温にするとよく溶けます。お湯100ｍｌに500ｇのチオ硫酸ナトリウムの結晶を入れてかき混ぜると、けろっととけてしまいます。もちろん、冷めれば溶解度が低下して、結晶が少しずつ出てくる・・・はずなのですが、冷えていって本来結晶がでてくるはずの温度になっても、「そ～っと」容器を置いておくとまず結晶が出てくることがありません。この、「結晶が出てくるはずなのに、出てきていない状態」の溶液を「過飽和溶液」といいます。過飽和溶液は、不安定なものですから、ちょっと揺らしてやる、とか、割り箸で水面と容器の接点をこすってやる、とか、新たなチオ硫酸ナトリウムのかけらを放り込んでやるとかすると、出てくるはずなのに出てこなかった結晶がどばっと現れます。【１】と違って、上からではなく水中の真ん中からも底の方からも出ますが、これも一種の雪に見えなくもありません。ただ、容器が汚れていたり、ちょっとだけでも触ったりすると、初期状態でどかんと出てきてあまり楽しくないのでご注意を。 それと・・・もしもこれを実際にやろうという方がいらっしゃいましたら、気温によっては巧く行かないことがあるということをご承知おき下さい。 2004年は暖冬で、日本列島全体では雪の量が少ないと聞きます。容器の中の雪、何かの機会があったらご覧になってみてくださいませｖ |