化学09 ロウの状態変化
液体のロウが固体のロウに変わるとき、体積は小さくなりますが質量は変わりません。この実験、普通はビーカーにロウのチップを入れて行います。初めてやるときはいいのですが、２回目からはへこんだ状態で固まったロウから始めなくてはいけないので、いま一つです。固まったロウをとかしてビーカーから取り除いてもいいのですが、大変な労力が必要です。
しかし、耐熱ガラスのプリンカップでやればその心配はありません。固まったロウはすぐに取り出すことができるからです。
【材料】
ア 耐熱ガラスのプリンカップ
iwaki(イワキ) 耐熱ガラス プリンカップ 100ml KBT904 265円 をアマゾンで購入。
イ ロウのチップ
方法１ 市販のろうそくを溶かして作る。
方法２ 教材カタログやネットでチップ状（粒状）のパラフィンを購入する。最初から粒状になっているので手間はかからないが、市販のロウソクに比べると、固まったときにやや取り出しにくい。詳しくは後で記述する。
・カメヤマ ローソク 大ロ-3号 225g 20本入×3個＝945円 アマゾンで購入。（１ｇが1.4円）
・チップ状パラフィン（ろう）粒状 P-4213 融点58℃ 1kg 1650円を りかもーるで購入。（１ｇが約1.5円）
・ネットでチップ状パラフィンを購入すると3kgを3000円程度で購入できる。（１ｇが約１円）
【実験方法】
１ 耐熱ガラスのプリンカップ（100mL）にロウのチップを45ｇ入れる。カップを含めた全体の質量は120ｇ程度になる。
２ ガスバーナーでロウをとかす。45ｇのロウをとかすのに７分程度かかる。
ロウが全部とけたらすぐ火を止める。すぐに素手で持つのは無理だが、軍手をすれば持てる。
３ 上皿てんびんにのせて質量をはかる。プリンカップをのせる皿には厚紙などを敷いておく。
４ 冷えて固まったら、体積の変化や質量の変化を調べる。
５ 固まったロウのはずしかた
プリンカップの場合、口が広がっているので簡単にとれる。底の部分がカップに張り付いてとれない場合があるが、カップを右手で横向きに持ち、左手の手のひらにぶつけるようにすると、カップの中のロウが横にずれて空気が入り、はずせるようになる。（下写真参照）
【ロウのチップ作り】
１ IH調理器を60～80℃に設定して、フライパンでロウをとかす。
（市販のロウソクから作ることもできるし、実験後の固まったロウを再利用してつくることもできる。）
２ とかしたロウをクッキングペーパーで作った箱に流し込んで固める。
（もれることがあるので、下に新聞紙を厚めに敷いておくこと。）
（ロウの板が厚くなりすぎると割りにくくなるので注意すること。）
※ 火災等にならないように十分注意しておくこと。私はIH調理器で温度設定をして行っているが、湯煎する方法なども考えられる。
【授業展開について】
液体のロウを固体のロウにするためには、空冷した場合、固まり始めるのに12分後ぐらいかかる。30分立っても２mm程度しかくぼまない。氷水で冷やしても固めるのに12分以上かかるので、実験結果を予想させたりしていると、すべての内容を１時間の授業に納めるのは難しい。
私は、１時間目は事前に固まったものを用意しておき、それを見せて体積が小さくなることだけを示すようにしている。そして、質量が変わらないことについては、次の時間に確認するようにしている。
【ロウのチップについて】
ロウのチップについては、市販のカメヤマロウソクなどをとかして作るのがベストである。固まったときにカップとの間に隙間ができて、簡単に取り出すことができる。
チップ状（粒状）のパラフィンを購入すると、手軽に実験することができるが、固まったときにカップとの間に隙間ができず、やや取り出しにくい。 その場合は、机の上に薄い冊子（パンフレットなど）をクッションとして敷き、その上にカップを裏返しにして何度かぶつけると取れる。ぶつけるたびに少しずつはがれていくのが分かる
。
【実験で使用するはかりについて】
私は、この実験の時には、上皿てんびんを使用している。電子てんびんは使用しない。最小目盛が変化してしまうことがあるからである。誤差の範囲といえばその通りかもしれないが、感覚としてはいま一つである。
体積の変化のみを生徒実験にし、質量の変化については演示実験にする授業展開もあるが、その場合は、再現性に優れた高性能な電子てんびんを使うとよい。
教材カタログでは、ケニス理科機器 電子てんびん （ＶｉＢＲＡ 新光電子株式会社製）CJR-620 151,000円 や CJ-620 90,000円
（下写真）などがある。CJR-620 は値段は高いのですが、自動校正分銅内蔵で手軽に校正ができます。校正用分銅を別に購入しなくてもよいのでおすすめです。
また、CJR/CJシリーズの電子てんびんは、 防水・防塵型で丸洗いすることもでき ますし、最小読み取り単位を切り替えて表示させることができます。質量保存の実験のときは、表示を0.1ｇの単位までにします。これで、最小目盛が変化してしまって「これは誤差だから質量に変化はありません。」などと言うことがなくなります。