７月２７日　科学実験教室（表面張力のふしぎ実験１)

今日は、表面張力のふしぎ実験の1回目でした。

ゼムクリップは水より重いでしょうか？軽いでしょうか？
ゼムクリップは鉄製なので水より重いですから、水に入れたら沈みます。
しかしうまくやれば、このゼムクリップを水に浮かすことができます。
ゼムクリップを手でもって浮かそうとしてもむずかしいので、ちょっとした道具を使います。
こんなものをアルミの針金で作りました。

これにゼムクリップをのせて、水にそっと入れます。

確かに水に浮きました。
アルミの針金も浮きます。
アルミでできている一円玉も水に浮かべることができました。

これらは表面張力という、水の表面に働く力が、一円玉の上に水が入るのを防いでいるため一円玉が浮いていられるのです。

表面張力というのは、液体の表面がみずから収縮してできるだけ小さな表面積となろうとする力ということですが、よくわかりませんね。
水の分子同士がお互いを引っ張り合っていることによるものです。

アメンボも表面張力の力を利用して水に浮いています。

一円玉の浮いているようすをよく見てみると、水面から少し沈んで一円玉が浮いています。
表面張力が水面に沿って斜め上に引っ張ているように見えます。

一円玉の浮いているコップに洗剤を一滴垂らすと水の表面張力が弱まって、一円玉は浮いていられなくなり底に沈みます。
洗剤によって表面張力が弱まるのは、洗剤の界面活性剤の働きによるものです。

次はシャボン玉の実験をしますが、飛ばないシャボン玉を作ります。
水中にシャボン玉を作る実験です。

水に台所用洗剤を数滴入れてシャボン液を作ります。
プラコップにこのシャボン液を入れて、ストローを２、３センチ入れて指で上端を押さえて外に出して、水面から１センチほどの高さからとろんとストローのシャボン液を落とします。
すると水中にシャボン玉ができます。

みんなもやってみました。
なかなか、うまく作れなくて苦労をしていましたが、ストローの角度や高さをいろいろ試して、うまく水中シャボン玉を作ることができるようになりました。

この水中シャボン玉はどのようになっているのでしょう？
赤いシャボン液で水中シャボン玉を作ると、赤いシャボン液が中に入っているのがわかります。

コップのシャボン液と赤いシャボン液の間が透明になっています。
この透明な部分は空気です。
シャボン液が空気に包まれてシャボン液の中で水中シャボン玉になっているのがわかります。

空中にできるシャボン玉は空気と空気の間がシャボン液の膜で覆われているわけですが、水中シャボン玉はその反対の構造になっています。

水中シャボン玉と同じものですが、今度は水面にビーズ玉のような水玉をたくさん作ってみましょう。
みんなの実験セットにピペットが入っているのでそれを使って、先ほどの水中シャボン玉を作ったコップでピペットにシャボン液を吸い込ませて小さな水滴をシャボン液の表面に落としていきます。
すると表面にビーズのような水玉がたくさんできてとてもきれいです。