アンモニアの噴水実験の仕組み、原理がわからん！！
こんにちは！この記事を書いてるKenだよ。浮き足立ってるね。
中1理科の「身のまわりの物質」という単元では、色々な実験をやっていくけど、中でも興味深くて面白いのが、
アンモニアの噴水実験
という実験だ。
これは簡単にいうと、
アンモニア（気体）が入ったフラスコに水をちょっと入れると、下から水が吸い上げられれて噴水みたいに溢れ出る
っていう実験だ。
今日は、このアンモニア噴水実験の手順と、なぜ、このような噴水現象が起きるのかという原理、仕組みまでみていこう。
- アンモニア噴水実験で用意するもの
- アンモニア噴水実験の手順
- アンモニア噴水実験の仕組み・原理
アンモニアの噴水実験で用意する実験器具
まずはアンモニアの噴水実験で必要な実験器具をみていこう。
この実験では、
- 丸底フラスコ
- 水が入ったスポイト
- ガラス管
- フェノールフタレイン溶液
- ビーカー
- アンモニア（気体）
が必要になってくるよ。
アンモニアの噴水実験で使う実験器具は下の図のようになるね。
4ステップでわかる！アンモニアの噴水実験の手順
アンモニアの噴水実験の手順は次の4ステップを踏むといいよ。
Step1. 丸底フラスコに気体のアンモニアを集める
まずは噴水実験で使うアンモニアの気体を、丸底フラスコに集めてみよう。
上方置換法
を使うんだったね。
水に溶けやすくて、密度が空気より小さいアンモニアはこの方法で集めるのが鉄則だ。
丸底フラスコいっぱいに気体のアンモニアを集めたら準備完了ね。
Step2. 実験器具をセッティング
丸底フラスコに、気体のアンモニアを注入し終わったら実験器具をセッティングしてみよう。
スポイトには水をいれておいてね。
Step3.スポイトで丸底フラスコに水を入れる
それじゃあ、スポイトで丸底フラスコに水を入れてみよう。
ぴゅっと水をたらせばいいんだ、ぴゅっと。
Step4. アンモニアの噴水が起きる
すると、どうだろう？？
丸底フラスコの下にセットしていた水（フェノールフタレイン溶液入り）が、ガラス管を伝って、ぐんぐん丸底フラスコに吸い上げられていくではないか。
Step5. フェノールフタレイン溶液が変化
ガラス管を伝って、丸底フラスコに溢れ出たフェノールフタレイン溶液入りの水は、すぐに変色。
透明だったフェノールフタレイン溶液が、赤色に変化するね。
ってことで、こんな感じで、ガラス管から溢れ出だフェノールフタレイン溶液入りの水が、変色しながら丸底フラスコの中に溜まっていくわけだ。
これでアンモニアの噴水実験終了。
アンモニア噴水実験の原理・仕組み
それじゃあ、なんで、このアンモニア噴水実験が起こるんだろうね？？
原理とか仕組みを知りたいよね。
順を追って、アンモニア噴水実験の仕組みを追っていこう。
気体のアンモニアがスポイトに水に溶ける
まず、アンモニアの噴水実験の2ステップ目で、丸底フラスコに水をスポイトで入れたよね？
このとき、
丸底フラスコ内にあったアンモニアの気体が、
そのスポイトで入れた水に溶けちゃったんだ。
アンモニアの性質には、
水に溶けやすい
っていうやつがあったでしょ？？
だから、ちょっとの水を入れただけで、気体のアンモニアは水に溶けちゃったんだよ。
丸底フラスコの中身は、もともとあった気体のアンモニアがなくなっちゃって、真空状態。
気体が何も入ってない空っぽの状態ってわけさ。
ガラス管経由で水が吸い上げられる
ってことは、丸底フラスコの中の圧力はすごい小さくなっちゃった。
アンモニアの気体がなくなっちゃって、何も入ってないからね。
だから、この隙間に、周りの空気がどんどん入ってこようとするんだ。
丸底フラスコの圧力が低い状況だから、ガラス管を伝って、どんどん周りの空気が入ってくる。
外から空気がガラス管経由でガンガン入ってこようとするから、フェノールフタレイン溶液が入ってる水がどんどん上に押し上げられていくのね。
フェノールフタレイン溶液が赤色になる
吸い上げられたフェノールフタレイン溶液は、赤色に変化するよ。
なぜなら、
丸底フラスコの中には、アンモニアが溶けた水がいたからね。
スポイトでちょっと出した水は気体のアンモニアが溶けてアンモニア水になっていたんだ。
んで、アンモニア水は「アルカリ性」だから、この丸底フラスコに入るフェノールフタレインはこのアルカリ性に反応して、透明から赤色に変化するわけね。
丸底フラスコの中に空気が入り、圧力が同じになったら終わり
丸底フラスコ内に十分に空気が入って、周囲の空気と同じ圧力になったら、アンモニアの噴水は終了。
永遠にアンモニアの噴水が続くわけではないのね。
アンモニアの噴水実験は手順と原理をおさえれば完璧！
以上が、アンモニアの噴水実験のおおまかな流れだね。
最後にもう一度復習しておこう。
アンモニアの噴水実験は、
- 丸底フラスコ
- 水が入ったスポイト
- ガラス管
- フェノールフタレイン溶液
- ビーカー
- アンモニア（気体）
っていう実験器具たちを用意して、こんな感じでセットして行って、
アンモニアの噴水実験は、アンモニアが水に溶けやすいから、気体のアンモニアが丸底フラスコからなくなっちゃって、真空状態になるから起こる現象だったね。
テストにも出やすい実験だから、よーく復習しておこう。
そんじゃねー
Ken
