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小学5年生の夏休みの自由研究で食塩の結晶を作りました。
そこで

1)結晶がなぜ出来たか?
2)結晶になる前の食塩と結晶になった食塩の違い

を教えたいのですが、ウソは教えられませんし(私の考えでは大変怪しい^^;)、小学5年生にもわかるような説明を教えてください。
よろしくお願いしますm(_ _)m

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A 回答 (6件)

小学5年生に説明するつもりで書いてみますが、その前に、保護者の方向けに・・・食塩の水に対する溶解度の温度変化は小さいので、ミョウバンなどのように、溶解度の温度変化を利用した再結晶というのはあまり行われないようです。

したがって、飽和食塩水から水を蒸発させて、結晶を取り出すという実験を想定して書いてみます。

1)食塩は水に溶けますが、いくらでも溶けるというわけではありません。食塩を出来るだけ多く溶かして作った飽和食塩水を、浅い皿などに入れ放置すると、次第に水が蒸発します。食塩は蒸発しません。したがって、蒸発によって水が減ってくると、その、減った水に溶けていた分の食塩が溶けきれなくなって、固体として出てきます。
最初は、食塩の非常に小さい粒ができてくるのですが、あとから固体になる食塩は、何もないところよりも、先にできている小さい結晶のまわりで固体になりやすい性質があります。
その結果、固体は、その物質に固有の形(結晶型)になりながら、しだいに大きくなっていきます。

2)結晶の大きさは、結晶の作り方によって変化します。ゆっくりと時間をかけて、結晶を成長させた場合には、大きい結晶を作ることができます。本来は、大きさにかかわらず、結晶の形は同じになるはずです。しかし、浅い皿などで食塩の結晶を作った場合には、平たい形の結晶ができやすいと思います。それは、食塩水の深さや容器の形、あるいは結晶が底に沈んでいて、下方向へは結晶が成長できないことが原因だと考えられます。
結晶を糸などで吊して結晶を成長させると、立方体に近いものができるかも知れませんが、食塩ではちょっと難しいと思います。
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この回答へのお礼

丁寧な回答、ありがとうございます♪
実験の方法を明記しなくてスミマセン。おっしゃるとおり飽和食塩水を蒸発させて作りました。
小学5年生向けに説明していただいたので、子どもも納得してくれました。(私も^^;)
平たい結晶が出来た理由もわかり、とても参考になりました。

お礼日時:2005/08/10 16:34

僕だったら,このように・・・


固体は結晶状態から,部分的な結晶状態,さらには結晶していない状態(非晶質:アモルファス)まで,連続的に形態をとります。
一方,結晶するというのは,教室に沢山の児童がきちんと並んでぎっしり詰まった状態になることです。個人個人のストレスは大きいかも知れませんが,教室全体で見ると,個々の運動が抑制されて全体的なエネルギーは最小の状態になります。
このように,すべての固体は,全体のエネルギーが最小になるような形態を取ります。これが固体が結晶するメカニズムです。
なお,温度を上げて固体を溶かしたり,液体に溶解させれば自由に動けるようになり,きちんとした列は作れなくなります。これが液体や気体の基本的な性質です。
なお,蛇足ながら,液体のバラバラ状態のまま固体にしたものが非晶質で,結晶化温度まで温度を上げれば,再結晶化が起こります。

結晶になる前の食塩は,水に溶けているので,他の回答者の方の回答の通り,バラバラ(イオン解離)になっています。
水が無くなれば,NaイオンとClイオンの配列が起こり,固体化(結晶化)します。
この時,ゆっくり結晶化させれば,結晶の元となる核の発生よりも結晶の成長速度を大きくすることができ,大きな結晶を得ることができます。
自然で取れる岩塩は,巨大な結晶ですが,長い年月をかけて結晶が育ったことによります。
・・・ってすべて,他の方が説明ずみですね。
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この回答へのお礼

丁寧な回答、ありがとうございます♪
ちょっと難しいですが(やっぱり高校化学なんですね)、溶けている状態・・・グランドにいる生徒(広くてそれぞれが好きに動ける)、水が蒸発した状態・・・教室の生徒(狭いのできちんと並ばないといけない)、という風に説明すると納得しました。

お礼日時:2005/08/11 17:10

僕も小学生のとき、授業の実験で食塩の結晶を作りました。

そのときは砂糖で同様のことが可能か?などの実験が付随していましたが、結晶のことについて詳しく教えてもらえませんでした。結晶について詳しく教えるのは高校化学で、実は大変高度な分野になります。

HOWの実験はヒントがあればできますが、WHYに関してはそれに応じた知識が必要になります。
原子の概念を知らない小5にうまく説明するのは非常に困難だと思います。

そこでアドバイスですが、その実験をHOWの方向に持っていってはどうですか?
つまり…
大量の結晶を作るには?大きな結晶を作るには?に重点を置いてみてはどうですか?
小さいうちは理屈ではなく好奇心で!
科学はそういうものだと僕は思います。
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この回答へのお礼

アドバイス、ありがとうございます♪
高校化学だったんですね。。。どおりであちこち調べたのですが小学生向きはなく、難しいものでした( ̄▽ ̄;)まず、分子とは?から説明するはめになってます。小学校レベルでは「結晶を作る!」でいいんですね。

お礼日時:2005/08/10 16:20

1)はわかりません。

    2)は、同じです。

2)について。プラスの電気をもった粒(この場合は、ナトリウムイオン、Na+です)と、マイナスの電気をもった粒(この場合は、塩化物イオンCl-です)が、互いに電気的な力で引き合って、結晶を作っています。プラスイオンの上下左右前後にはマイナスイオンが、同じようにマイナスイオンの上下左右前後にはプラスイオンがあります。
 お子さんに説明するときは、モデルをお作りになったらどうでしょうか。
モデルの説明上の限界はありますが。お子さんも結晶モデルをみれば、少しは理解の助けになるでしょう。
結晶モデルを作るのであれば、たとえば、ダイソーのような百円均一のお店で安い発泡スチロールの球(2色、直径2~3センチ位、それぞれ15個)買ってきて、一辺が3個並ぶように、つまようじをさして球をつなげていけばできます。たとえば、やや小さめの白い球がナトリウムイオンで、やや大きめの赤い球が塩化物イオンと考え、プラスイオンの上下左右前後にマイナスイオンが来るようにし、交互に3かける3かける3=27個の球が立方体に含まれているようなモデルを作ります。つまようじを使うので、けがには注意してください。
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この回答へのお礼

丁寧な回答、ありがとうございます♪
分子やイオンについて、言葉で説明していたんですが、やっぱりモデルを作った方がわかりやすいですよね~ダイソー行ってみます。(こっちを自由研究で出したくなりそうです^^;)

お礼日時:2005/08/10 16:10

(1)結晶は、塩のもと(ナトリウムと塩素)が固まってできます。


水の中に溶けていたナトリウムと塩素は、温度が高いうちは溶けていられますが、
温度が低くなると水の中に溶けていられなくなります。
あるいは、水の量が蒸発などで少なくなると、溶けていられなくなります。
そのため水の中から出なければなりませんが、そのとき、自分たち同士で固まるのです。

結晶がある形を取る理由は、
細かくいうとえらく難しくなるので、(私も説明できないし)
たとえ話をします。
レゴブロックを見たことがありますか?
おもちゃ屋の店先で、大きな人形とか、お城とかを
レゴブロックで作っていることがあります。
あれは、側面部分はつるつるしているけれど、
曲面や斜めの面のところはザラザラしているでしょう?

塩の原子も、レゴブロックのように、
他のとつながる場所が決まっています。
ある面はつるつるで、曲面とか、斜めの面はザラザラになります。
塩の原子がくっつくとき、ザラザラの面の方がくっつきやすいのです。
つるつるな面でもくっつかないことはないのですが、
とっかかりがなくてくっつきにくいのです。
斜めの面や曲面だけに早く原子がくっつくと、
つるつるな面だけがそのまま残ります。
それが結晶の形です。
(すごく大雑把なたとえで失礼)。

(2)化学的に違いはないはずです。
結晶の大きさが違うから、なめてみると味が微妙に違うと思います。
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この回答へのお礼

丁寧な回答、ありがとうございます♪
レゴで例えてもらって子どもも分かりやすかったようです。
結晶の大きさで味が変わるんですね。
結晶・・・綺麗な形の塩
もとの食塩・・・不ぞろいの塩
の違いということでいいんでしょうか?

お礼日時:2005/08/10 16:03

(1)ですが、いろいろな物質の溶液の温度が変化し,溶媒の量がへると,溶解度が変化して,溶液中にとけきれなくなった溶質は,沈殿となる。

このとき,最初は液中にある微小な固体が核となって,そのまわりにとけきれなくなった物質の粒子が規則正しくならびはじめ,それがしだいに成長して,結晶となる。
と私の手持ちの参考書には書いてありますが、表現が分かりにくいですかね(^^;)
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この回答へのお礼

早速の回答、ありがとうございます♪
ふむふむ、そういうことだったんですね。
私はよくわかりました!
ただ、小5の息子に説明するのが難しそうです。。。

お礼日時:2005/08/10 15:50

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Q塩の結晶が出来ない。

子供が夏休みの自由研究で、塩の結晶を作っています。

水を温めて塩を入れていき溶けなくなったところで、
モールを入れたガラス瓶に入れましたが、
一日たっても
塩が下にたまったまま結晶は出来ません。
何が悪いんでしょうか。

また、塩は水温が20度のときと、
90度のときととける量は違いますよね?

水200cc、水温20度のときに70グラムも溶けたのに、
それを火にかけてもそのまま溶けずじまいです?


なんかすごく間違ってるような???

ちなみに塩は粗塩を使いました。

もうすぐ夏休みも終わりで、
なんか大慌てです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

私も小学生の時に、40日かかって塩の結晶を作りました。1辺が1.5cm位で高さが5mmくらいの結晶が数個出来ました。ピュアな結晶を作りたかったのですが、1.5cm角の結晶の上に小さな結晶が乗っかり更に上にといった「親亀の背中に小亀を乗せて…」状態になってしまい多少落胆したのを覚えています。
飽和食塩水を作って、昼夜の温度差が大きくない、暗い湿った場所に容器(コップ)を放置し、1週間ごとに飽和食塩水を追加しました。追加した食塩水がまだ冷めきっていなくて出来た結晶がまた溶けてしまったこともありました。
大きな結晶を作るのであれば、ゆっくりと自然蒸発する環境の方がいいでしょう。
でもあと1週間しかない状況ではちょっと厳しいですね。こんな方法はどうでしょうか。
飽和食塩水を入れたコップの上に箸を渡し、中央から糸をコップにたらして、その糸に食塩を一粒糊(ご飯粒)で着けておきます。この食塩が核になります。
その容器を物置とかの暗所に入れておくのがいいのですが、多少早めるのであれば、もっと乾燥した所、部屋の隅や冷蔵庫の中などに置いてみてはいかがでしょうか。直射日光の当たる場所は水温も変化しやすいのでやめた方がいいでしょう。
この際、色々な場所で試してみて、その場所の一日の気温・湿度の変化と、結晶の大きさや形を較べるという研究にされてもいいかも知れません。
失敗したって何かやったことが大事ですから、どのような目的でどのような仮説にたって、どのような実験をし、どのような結果を得たことで、仮説を証明できた(もしくは出来なかったので別の仮説が生まれた)といった論理だてたまとめ方を考えていってくださいね。

私も小学生の時に、40日かかって塩の結晶を作りました。1辺が1.5cm位で高さが5mmくらいの結晶が数個出来ました。ピュアな結晶を作りたかったのですが、1.5cm角の結晶の上に小さな結晶が乗っかり更に上にといった「親亀の背中に小亀を乗せて…」状態になってしまい多少落胆したのを覚えています。
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Q結晶について。

こんにちは。私は、今自由研究で結晶についての実験をしているんです。
どれが一番結晶になりやすいのか、何に結晶がつきやすいのかなどです。
それで、一番大切な、「結晶とは?」というところで立ち止まってしまいました。
いろんなところで調べてみても、難しかったり、ちょっと外れていたりと、なかなか答えがみつかりません。
結晶について詳しい方、簡単にでもいいんで、教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

mayuko215さんのご質問の内容は「結晶の作り方」でなく、「結晶とはなにか」ですよね。

結晶に限らず、世の中の物質はすべて原子・分子からできています。mayuko215さんが中学生以上でしたら原子や分子については既に学習されているかとも思いますが、もしまだ学ばれていないようでしたらとりあえず、「物質を構成している、目に見えないとても小さな粒」と理解しておいてください。

世の中の固体は原子や分子から成り立っているわけですが、原子や分子の並び方には大別して2種類があります。一つは原子や分子の位置が不規則なもの、もう一つは原子や分子が規則的*1に並んでいるものです。少し難しい言葉ですが前者を「アモルファス」「非晶質」などと呼びます*2。これに対し後者を「結晶」と呼ぶのです。(PAMdさんのご回答の通りです)

塩(塩化ナトリウム)の結晶を例に考えてみましょう。塩は塩素(Cl)とナトリウム(Na)からできています。
塩の結晶をどんどん細かくしていくと*3ついには図のように、塩素(Cl)とナトリウム(Na)が、頂点に交互に配置された立方体にいきつきます。
この立方体の1辺の長さはだいたい1cmの35000000分の1です。

  ○--●
 /  /|
●--○ |
|  | ○
|  |/
○--●

○Na
●Cl

塩の結晶はこの小さな立方体が、下の図のように何億の何億の何億倍個も積み重なってできています。ですから結晶は大きなかたまりになった時に規則正しい形を示すのです。

     |/ |/ |/
    -●--○--●-
   |/ |/ |/|
  -○--●--○-|/
 |/ |/ |/| ○-
-●--○--●-|/|
/| /| /| ●-|/
 |  |  |/| ●-
-○--●--○-|/
/| /| /| ○-
 |  |  |/
-●--○--●-
/  /  /

別の物質では、この一番小さな単位の形が異なることもあります。例えば縦、横、高さの長さが同じでなかったり、角度が直角でなくてゆがんでいたり、頂点に来る物質の並びが交互でなかったり、あるいは単位の形の内部にも原子があったり、といった具合です。結晶(かたまり)が立方体以外の形になることもあり得ます。

でもどんな結晶でも、必ず最小の基本的な構造があって、その積み重ねで大きな結晶(かたまり)ができ上がっているのです。(最小の基本的な構造をもたないものは結晶でなく、冒頭で述べた「アモルファス」に分類されます)
現時点では結晶のことは「原子や分子が規則正しく並んでできた物質」と理解しておけば十分です。

--------
*1 この場合の「規則的」を、専門的な言葉では「(空間的)並進対称性がある」といいます。もちろんその中身を無理に理解する必要はありません。
*2 「アモルファス」のもっとも身近な例としてはガラスが挙げられます。
*3 実際には塩の結晶をどんどん切り刻んでそこまで小さくすることは不可能です。ただし塩の結晶のもっとも小さな単位が図の立方体であることは、別の方法から確かめることができるのです。

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世の中の固体は原子や分子から成り立っているわけですが、原子や分子の並び方には大別して2種類があります。一つは原子や分...続きを読む

Q結晶についても自由研究をやろうと思ってます。

小学校五年生のkanmeといいます。最初は、kanameに使用と思いましたが失敗しました.(>-<、)でわ質問させて頂きます。私は、結晶の自由研究をやろうかと思っています。
初めての自由研究というものなのでやり方がよくわからないし、まとめ方もよくわかりません・・・。画用紙にまとめる予定です。それと、私がこの研究で知りたいのは、どうして結晶はこんな形をしているのかというぅことです。五年生でもわかるように教えて下さい。よろしくお願いします.

Aベストアンサー

お名前残念なことをしてしまいましたね・・。
でもそのうち愛着もわくかもしれません。

回答の方ですが、それこそ自由研究のもう一つのメインにしてはいかがでしょう。
(また、OKwaveでは課題そのものへの質問・回答は違反になっています)

「結晶がなぜこの様な形状になるのか」
考え方としては結晶は何から出来ているか、そしてそれがどのように繋がって結晶になっているか。
ちょっと化学式がまだ難しいかもしれませんが、それを理解できればその知識を基にピンポン玉などで考えてみるといいかもしれません。

Q大きな塩の結晶を作りたい。

昔理科の実験などでやった事があるのですが、せいぜい3mm角程度の結晶しか出来ませんでした。

最大でどの程度の大きさの結晶が出来るのですか?角砂糖位の大きさはいけますか?
また、作り方も教えてください。

よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

小さな単結晶をお持ちでしたら、No.1さんのコメントされているように飽和食塩水を作ったあと、その中に小さな結晶を浸けてやると、その結晶を核として大きな結晶に育ってくれます。

蒸発のさせ方にも結晶成長は依存します。
コップでもフラスコでも良いですが、完全に密閉されない程度のフタをしてやってわざと蒸発を遅くすると大きな結晶がゆっくりとできてくれます。

Q中学3年です。ミョウバンの結晶ができる理由を「水の温度が下がると」と「溶解度」という言葉を使って

中学3年です。
ミョウバンの結晶ができる理由を
「水の温度が下がると」と「溶解度」という言葉を使って説明お願い致します

Aベストアンサー

物質が、水に溶ける量つまり溶解度は、温度によって物質によって決まっていて、温度が高いほど溶解度(溶ける量)は大きくなります。
ミョウバンを一定温度で水に溶かした後に、その水溶液の温度が下がると、一定量の水に溶けるミョウバンの溶解度が下がるため、
溶けきれないミョウバンが結晶となって現れます。

参考までに。

Q塩の結晶作り なぜモールを使うのか。

塩の結晶作りのときに
なぜ、モールを使わなければいけないのでしょうか?
おこたえおねがいします。

Aベストアンサー

モールを使う必然性はないと思います。
何らかの理由あるいは目的でモールを使っているのでしょうが、それがわからないとモールを使う理由もわかりません。

Q中学の夏休みの宿題で塩の結晶を作っているのですが、よくわからないので教

中学の夏休みの宿題で塩の結晶を作っているのですが、よくわからないので教えてください。

塩の溶け残りが出るくらいの濃さの食塩水を作り、小皿にその食塩水の上澄みを大さじ一杯入れ窓際で3日間かけて蒸発させました。
すると小皿には白い粒が無数に出ているのですが、結晶というよりは食塩水が蒸発してまた塩ができたという感じなんです。粒が小さすぎて結晶には見えません。
やはりこれは結晶ではないのでしょうか?

2mm角くらいの結晶ができれば、それを核にどんどん大きくしていこうと考えています。

Aベストアンサー

粒が小さすぎて結晶として見えないかも知れませんが、析出したのは確かに結晶です。
蒸発のスピードが速すぎるなどして、細かな結晶が多数現れたのです。

作りたいのは大きな単結晶ですね。
すでに回答にあるように、結晶はすでにある結晶(種結晶という)が成長するように析出します。
種結晶がない場合はホコリなどの不純物や、容器の壁などが種として働きます。
ですので、濃い溶液を作ったあとはろ過をしておきましょう。
また、細かな結晶が出てきたとしても、その中でも特に大きなものを種結晶として置いておきましょう。
残りの小さなものを再度溶かして濃い溶液とし、その溶液に先ほどの種結晶を1粒だけ入れておくのです。

ここで濃い溶液は飽和溶液の一歩手前が良いでしょう。種結晶の表面がやや溶けるため、種の表面にある細かな結晶をなくすことができます。

Q砂糖の結晶を作りたいのですが…

食塩やミョウバンの結晶は教科書にもよく写真が載っていますよね。身近なものなので、自分でも簡単にそれらしい形のものを作ることができましたが、砂糖の結晶は見たことがありません。
調理に使うものよりも大きな結晶が見たくて、食塩やミョウバンの時のように再結晶させてみようとしたのですが、水飴のようになってしまってうまくいきませんでした。
なんとか綺麗な結晶を作る方法はないでしょうか?

Aベストアンサー

氷砂糖は、単結晶ですね。
大きな結晶の作り方もあります。

参考URL:http://web.kyoto-inet.or.jp/people/sugicom/kazuo/neta/bake3.html

Qミョウバンの結晶作りについて

今、文化祭の展示物としてミョウバンの結晶を作っているのですが、どうもうまくいきません
ミョウバンの結晶が正八面体にならずに、平べったい六角形のような形になってしまうのです

今やっている方法は
(1)室温でのミョウバンの飽和溶液を作る
(2)それに溶液100mlあたり10g程度のミョウバンを入れ、バーナーで熱しながら完全に溶かす
(3)その溶液を500mlビーカーに50mlだけ入れる
(4)小さな結晶(一応八面体に見えるもの)をいくつか入れて、発泡スチロールの箱に入れて冷ます
というようにしています

結晶が一応できることはできるのですが、平べったい六角形のような形になってしまいます
綺麗な正八面体の結晶を作るにはどうすればよいのでしょうか?
それと、できればついでに結晶が六角形になってしまう理由も教えて下さい

Aベストアンサー

飽和溶液は今どばっとでているもののろ液です。
そのろ液をとり少し加熱して水をとばし過飽和にしてやりましょう。

種結晶は1mmもあればミシン糸などで結べるはず
です。一生懸命やらされました。
あとは結晶の形で売っているミョウバンを買うか。
会社によって結晶だったりパウダーだったり
違うそうです。まあこれは時間がないですかね。

いろいろインターネットでも乗っています。
本を調べる間も惜しいのであればサーチしてみては?
「結晶 ミョウバン 作り方」 でサーチ
http://www2r.biglobe.ne.jp/~comet-i/kon2/jik3-5.htm
http://www4.synapse.ne.jp/eiichi-h/myoubanr.htm
http://www.geocities.co.jp/Technopolis/4764/52/520609.htm

参考URL:http://isweb29.infoseek.co.jp/school/asaitou/kesshou/k-menu.html

Q大きな塩の結晶を作る、実験失敗の理由を教えて

大きな塩の結晶を作るために
1.100gの水に40gの塩を溶かした塩水をシャーレに入れて天日で水を蒸発させ、少し大きめの結晶を作った
2.少し大きめの結晶を釣り糸に接着しそれを核として更に大きな結晶を作る
3.100gの水に40gの塩を溶かした塩水に、上記の核を入れた後5分後に核になる結晶がなくなって実験は失敗した。
この失敗の原因を教えてください。

Aベストアンサー

補足を見ると「100gの水に40gの塩を溶かした塩水」ではなくて下に溶けきれない塩が残っている
状態だったということですね。
だとすると「釣り糸に接着し」というところが問題だったのでは?
たとえば接着剤が溶けて核となる塩の結晶が外れて下に落ちちゃったとか。
失敗の原因は「接着し」というところだと思います。結べば良かったのかも


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