塩の濃度による浮きしずみを確認する自由研究｜実験方法やまとめ方など

塩を使った理科実験はたくさんあり、小学校や中学校の授業で習う内容を自由研究テーマにすると学習内容の再確認や経験することで記憶に定着させたり、より理解を深めることができます。夏休みにプールと海に行ったときに体を楽に浮かすことができるのは海で、プールは身体が沈んでしまいます。海には塩が含まれているからですが、塩分濃度の違いによって浮き沈みがどう変わるのかを野菜や果物を使って調べてみることにしました。

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塩を使った浮きしずみ実験の基礎データ

難易度	簡単
対象	小学生3年生以上
実験期間	2時間
テーマ	実験
費用	600円

実験そのものは簡単なものですが、結果をどうまとめるのかが難しいテーマだと思います。実験テーマに取り上げる学年によって、どうまとめるのかが異なってくると思います。ただ、浮き沈みを調べるだけではなく、その先にある質量や体積の密度まで調べたりすることで自由研究の課題としてまとめることがいいと思います。

小学生なら体積によって浮き沈みすることを理解するための実験にしたほうがいいと思います。

中学生なら密度を調べて、水や濃度の違う食塩水を計算したりする実験までするといいと思います。

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用意するもの

【使用する道具】

道具	個数
ペットボトル 1.5リットル以上	4本
食塩	322g
計量器	1つ
ボウル	1つ

ペットボトルの1.5リットルまたは2リットルのペットボトルを使うか、100均で1リットルくらい入る大きさの容器を4つ購入するなどしても良いと思います。

【浮き沈みに使う材料】

材料	分量
ミニトマト	4個
卵	4個
大根	1本
ジャガイモ	1個
サツマイモ	1本
キュウリ	1本
ニンジン	1本

大根・サツマイモ・キュウリ・ニンジンは1本も使いません。輪切りにして、それを4等分に分けることで実験に使うことができます。今回、準備した材料は料理に使う材料の一部を使いましたので、わざわざ実験のために買う必要がないと思いますし、違う材料で実験するのもいいと思います。

塩を使った浮きしずみ実験方法

目的・動機・きっかけ

夏休みに遊びに行ったプールと海では、体が浮く力が違いました。海のほうが体が浮きやすいです。海の水は舐めるとしょっぱく、塩水であることが分かります。塩水だと体が浮くので、身近にある野菜や果物を使って塩分濃度の違う塩水に入れたときに「浮き」「しずみ」を調べてみたいと思いました。

実験のやり方

濃度の違う塩水に、準備した野菜や果物などを入れて「浮くのか」「しずむのか」を試してみたいと思います。

実験の準備をする

塩水を入れる容器と塩水の中に入れる野菜や果物を切ります。

塩水を入れる容器を作る

ペットボトルの中に水を1リットル入れて、水位よりも3cmから5cm上をカッターで切り取ります。

水よりも上で切るのは中に様々な野菜や果物を入れると水位が上がるため余裕を持って切ったほうがいいです。

※ペットボトルの切り口でケガをすることがありますので、ビニールテープなどを貼るといいと思います。

ペットボトル容器を4つ準備します。

塩水を作る

3つの濃度の違う塩水を作ります。

1リットルの水に24g（大さじ1+小さじ1）の濃度約2.3%

1リットルの水に48g（大さじ2+小さじ2）の濃度約4.6%

1リットルの水に250g（大さじ14）の濃度約20%

※もう１つは塩を入れない水道水です。

ボウルに1リットルの水を入れて塩を入れたらよくかき混ぜ、水の中に塩の粒が無くなるまで混ぜます。

出来た塩水をペットボトル容器に入れます。

野菜や果物を切る

今回は冷蔵庫にあった野菜類を中心に使いたいと思います。

野菜類を輪切りにして、4等分に切りました。大きさは気にせずに大体で大丈夫です。

実験する

ペットボトル容器の中に入れて水と3つの濃度の違う塩水の中にカットした野菜や果物などを入れます。

１つの材料を、水→塩分濃度2.3%→塩分濃度4.6%→塩分濃度20%と入れて調べるのではなく、それぞれに入れて見比べてみましょう。

浮きしずみの結果一覧表

入れたもの	塩水の濃度
入れたもの	水道水	約2.3%	約4.6%	約20%
ミニトマト	しずむ	しずむ	しずむ	浮く
卵	しずむ	しずむ	しずむ	浮く
大根	浮く	浮く	浮く	浮く
ジャガイモ	しずむ	しずむ	しずむ	浮く
サツマイモ	浮く	浮く	浮く	浮く
キュウリ	浮く	浮く	浮く	浮く
ニンジン	しずむ	浮く	浮く	浮く