身近な物で色が変わる結晶を作る(硫酸ネオジムアンモニウムの合成) 前編(Syntheses Neodymium Ammonium Sulfate at home Part 1 of 2)
イントロ
身近に手に入るものを使って色が変わる結晶(硫酸ネオジムアンモニウム
の結晶)の作り方とその作り方の原理について紹介します。
前編では実験のやり方を説明し、後編ではその解説をしていきます。
必要な物
・ネオジム磁石(直径約0.6mm,高さ約3mm) 2個…100円ショップで8個入りの物。
・トイレ用洗剤…成分に塩酸とあるもの。色が付いていないタイプを推奨。
・精製した硫酸アンモニウム…ホームセンターや通販で購入した硫酸アンモニウムを
・ガラス製の容器 3個…綺麗に洗ったジャムの空き瓶など
・金属用のやすり…100円ショップで購入できます。
・液体の体積が測れる道具…メスシリンダーなど。金属製の物は使用厳禁！
・ろう斗(ロート、じょうご)…100円ショップ等で購入できる。
できれば小さいサイズを推奨
・コーヒーフィルター…100円ショップで購入できます。
・プラスチック製のマドラーやスプーン…100円ショップなどで購入できます。
金属製の物は使用厳禁！
・天秤(0.1gまで測れるタイプ)…キッチングッズを販売している店で購入できます。
・ラップ
・輪ゴム
実験方法・やり方
※腐食性の液体を使うので金属製の物(装飾品など)に
触れないように作業してください！
1. 結晶を作る
① ネオジム磁石2個の丸い面を少し黒っぽくなるまで(図1の赤丸で囲ったぐらい)削る。
※自分の指を削らないように注意する事！
※時々、濡らしたティシュ等で拭くと見やすくなります。
図1 丸い面を削ったネオジム磁石(実験で使うのは2個です)
② 削ったネオジム磁石２個の丸くない面(図1参照)どうしをくっつける。
③ ②の状態を維持しながらガラス製容器に壁面によりかかった状態で入れる。
④ ネオジム磁石を入れたガラス容器にトイレ用洗剤19 mlを静かに注ぎ入れる。
⑤ ④のガラス容器にラップを静かに被せて、約1日静かに置いておく。
⑥ 穴の開いた磁石の外側だけが浮いているか確認する。
⑦ ろう斗とコーヒーフィルターの組み合わせで⑥の液をろ過する。
⑧ ろ過した液に精製した硫酸アンモニウム1.1gを少しずつ、かき混ぜながら加える。
硫酸アンモニウムを加え終えても沈殿ができない場合は追加で1.1g加える。
⑨ 硫酸アンモニウムを加え終えてから約5分間かき混ぜ続ける。
⑩ 生じた粉状の固体(以下、固体)が沈むまで静かに置いておく
⑪ 固体が沈み切ったことを確認したら、容器をゆっくりと傾けて液体だけを
別の液体に移しいれる。
⑫ 固体にトイレ用洗剤2.5mlを加えて軽く混ぜたら再度⑩～⑪を行う。
⑬ 固体に水25mlを少しずつ加えてかき混ぜる。
⑭ 容器にティッシュを被せて輪ゴムで固定する。
⑮ 1～1.5月置いておくと水が減って四角い結晶が出てくる。
⑯ 結晶を取り出す。純度的な意味で綺麗さを求め無いであれば⑲に進む。
⑰ トイレ用洗剤で結晶表面を素早く濯ぐ(結晶を沈めてすぐに取り出す)
⑱ 水で結晶表面を素早く濯ぐ(結晶を沈めてすぐに取り出す)
⑲ 室温で結晶を乾燥させる
2. 色の変化を確認する
① 作った結晶を太陽の光が当たっているところで観察する。
② 作った結晶を夜になってから(または太陽光が無いところ)で観察する。
※下の画像のように光によって色が変わって見えれば成功です。
後編に続く
