自由研究・紫キャベツで酸性やアルカリ性を調べた
紫キャベツで酸性・中性・アルカリ性を調べる自由研究｜実際にやってみた手順
夏休みの自由研究で、紫キャベツを使って、身近なものの性質を調べてみました。
調べるのは、酸性・中性・アルカリ性です。
学校の理科では、リトマス紙やBTB溶液を使って調べることがあります。
でも、家にはそういう実験道具がないことも多いです。
そこで今回は、スーパーで買える紫キャベツを使いました。
紫キャベツの汁は、入れるものによって色が変わります。
酸性のものを入れると赤っぽくなり、アルカリ性のものを入れると青や緑っぽく変化します。
この性質を利用して、台所や家の中にあるものを調べてみました。
今回調べたこと
今回の自由研究のテーマは、次のようにしました。
身の回りにあるものは、酸性・中性・アルカリ性のどれに近いのか。
紫キャベツの汁を使って、色の変化を観察します。
色が赤っぽくなれば酸性、紫のままなら中性に近い、青や緑っぽくなればアルカリ性に近いと考えます。
ただし、この実験は本格的な測定器を使うわけではありません。
そのため、「正確なpHを測る実験」というより、色の変化から酸性・中性・アルカリ性の性質を大まかに調べる実験としてまとめるとよいです。
用意したもの
- 紫キャベツ
- 水
- 耐熱容器
- 包丁とまな板
- 茶こし、またはざる
- 透明な小さいコップや容器
- スプーン
- 白い紙
- スマートフォンやデジタルカメラ
- 記録用のノート
調べるものとして、今回は次のものを用意しました。
- 水
- 酢
- レモン汁
- 食塩水
- 砂糖水
- 重曹水
- 石けん水
- 炭酸水
- お茶
洗剤や漂白剤などは、種類によって危険なものがあります。
特に、違う種類の洗剤を混ぜると危険な気体が出ることがあります。
小学生の自由研究では、まずは酢、レモン汁、重曹水、食塩水、砂糖水など、台所にある安全なものを中心に調べるのがよいです。
紫キャベツの検査液を作る
まず、紫キャベツの検査液を作りました。
紫キャベツは、丸ごと全部使う必要はありません。
今回は、葉を3枚ほど使いました。
紫キャベツを細かく切り、耐熱容器に入れます。
そこに水を入れ、電子レンジで加熱しました。
加熱すると、だんだん水が紫色になってきます。
電子レンジから取り出すときは熱いので、必ず大人の人に手伝ってもらいます。
しばらく置いて冷ましてから、茶こしで紫キャベツを取り除きました。
すると、濃い紫色の液ができました。
これが、今回の実験に使う紫キャベツの検査液です。
【写真を入れるならここ：紫キャベツを切ったところ】
【写真を入れるならここ：紫色の検査液ができたところ】
実験の準備
次に、透明な小さい容器をいくつか用意しました。
それぞれの容器に、調べるものの名前を書いた紙を置きました。
今回は、次のように分けました。
- A：水
- B：酢
- C：レモン汁
- D：食塩水
- E：砂糖水
- F：重曹水
- G：石けん水
- H：炭酸水
- I：お茶
どの容器がどれなのか分からなくならないように、最初に名前をつけておくことが大切です。
そして、それぞれの容器に、紫キャベツの検査液を同じ量ずつ入れました。
今回は、スプーン2杯分ずつ入れました。
量をそろえると、色の変化を比べやすくなります。
実験開始
まず、何も入れていない紫キャベツの検査液を観察しました。
色は濃い紫色でした。
これを基準の色にします。
そのあと、それぞれの容器に調べたいものを少しずつ入れていきました。
一度にたくさん入れると色が急に変わってしまうので、少しずつ入れます。
入れるたびに軽く混ぜて、色の変化を見ました。
色が変わったら、すぐに写真を撮りました。
白い紙の上に容器を置くと、色の違いが分かりやすかったです。
A 水を入れた場合
最初に、水を入れてみました。
水を入れても、紫キャベツの検査液の色はほとんど変わりませんでした。
少し薄くなったようには見えましたが、赤や青には変わりませんでした。
このことから、水は中性に近いと考えました。
B 酢を入れた場合
次に、酢を入れました。
酢を少し入れると、紫色だった液が赤紫色に変わりました。
さらに少し加えると、赤っぽさが強くなりました。
酢は酸性なので、紫キャベツの汁が赤っぽく変化したのだと考えられます。
色の変化が分かりやすく、今回の実験の中でも観察しやすい結果でした。
C レモン汁を入れた場合
レモン汁を入れた場合も、酢と同じように赤っぽい色に変わりました。
レモンはすっぱいので、酸性だと予想していました。
実際に紫キャベツの検査液を入れると、赤紫色に変わったので、予想と同じ結果になりました。
酢とレモン汁を比べると、どちらも酸性ですが、色の濃さには少し違いがありました。
この違いが、酸性の強さの違いなのか、液の濃さの違いなのかは、今回の実験だけでははっきり分かりませんでした。
D 食塩水を入れた場合
食塩水を入れてみました。
すると、紫キャベツの検査液の色は、ほとんど変わりませんでした。
少しだけ薄くなったように見えましたが、赤や青にはなりませんでした。
このことから、食塩水は中性に近いと考えました。
E 砂糖水を入れた場合
砂糖水も調べてみました。
砂糖水を入れても、色は大きく変わりませんでした。
水や食塩水と同じように、紫色のままでした。
この結果から、砂糖水も中性に近いと考えました。
F 重曹水を入れた場合
次に、重曹を水に溶かした重曹水を入れました。
重曹水を入れると、紫色だった液が青っぽく変わりました。
さらに少し加えると、青緑色に近い色になりました。
酢やレモン汁を入れたときとは、まったく違う色の変化でした。
重曹はアルカリ性なので、紫キャベツの検査液が青や緑に近い色に変わったのだと考えられます。
G 石けん水を入れた場合
石けんを少し水に溶かして、石けん水を作りました。
これを紫キャベツの検査液に入れると、青緑色に近い色になりました。
重曹水と似た変化です。
このことから、石けん水もアルカリ性に近い性質を持っていると考えました。
ただし、石けんや洗剤は種類によって性質が違います。
また、洗剤を使う実験は危険な場合もあります。
洗剤どうしを混ぜる実験は絶対にしないようにします。
H 炭酸水を入れた場合
炭酸水も調べてみました。
炭酸水を入れると、紫色が少し赤紫色に近づきました。
酢やレモン汁ほど強く赤くはなりませんでしたが、少し酸性に近い反応のように見えました。
炭酸水には二酸化炭素が溶けているため、弱い酸性に近いのではないかと考えました。
I お茶を入れた場合
最後に、お茶を入れてみました。
お茶そのものに色があるので、紫キャベツの検査液の色と混ざって、少し分かりにくくなりました。
液は少しくすんだ色になりました。
お茶のように、もともと色がついているものは、紫キャベツの色の変化を観察しにくいことが分かりました。
自由研究で分かりやすくまとめるなら、透明に近い液体を中心に調べたほうがよいと思いました。
結果を表にまとめる
実験の結果を表にまとめると、次のようになりました。
| 調べたもの | 色の変化 | 考えられる性質 |
|---|---|---|
| 水 | ほとんど変わらない | 中性に近い |
| 酢 | 赤紫色になった | 酸性 |
| レモン汁 | 赤紫色になった | 酸性 |
| 食塩水 | ほとんど変わらない | 中性に近い |
| 砂糖水 | ほとんど変わらない | 中性に近い |
| 重曹水 | 青から青緑色になった | アルカリ性 |
| 石けん水 | 青緑色に近くなった | アルカリ性に近い |
| 炭酸水 | 少し赤紫色に近づいた | 弱い酸性に近い |
| お茶 | 色がくすんで分かりにくい | 判定しにくい |
分かったこと
今回の実験で、紫キャベツの検査液は、入れるものによって色が変わることが分かりました。
酢やレモン汁を入れると、赤紫色に変わりました。
重曹水や石けん水を入れると、青や青緑色に変わりました。
水、食塩水、砂糖水は、ほとんど色が変わりませんでした。
このことから、紫キャベツの汁を使うと、身近なものが酸性・中性・アルカリ性のどれに近いのかを調べることができると分かりました。
考えたこと
最初は、紫キャベツの汁で本当に色が変わるのか少し不思議でした。
しかし、酢やレモン汁を入れたときは、はっきり赤紫色に変わりました。
重曹水を入れたときは、青緑色になりました。
同じ紫キャベツの液なのに、入れるものによって色が変わるのがおもしろいと思いました。
また、色のついた飲み物を調べると、もともとの色と混ざって分かりにくくなることも分かりました。
自由研究では、結果がきれいに出るものだけでなく、分かりにくかったものについても書くとよいと思います。
「なぜ分かりにくかったのか」まで考えると、実験らしいまとめになります。
自由研究としてまとめるときのポイント
この実験を自由研究としてまとめるときは、次の順番で書くと分かりやすいです。
- 研究のテーマ
- このテーマを選んだ理由
- 予想
- 用意したもの
- 紫キャベツの検査液の作り方
- 実験の方法
- 結果
- 分かったこと
- 考えたこと
特に大切なのは、写真を撮っておくことです。
実験前の紫キャベツの液、酢を入れた後の色、重曹水を入れた後の色などを写真に残しておくと、見る人に結果が伝わりやすくなります。
また、表を使ってまとめると、どの液体が酸性・中性・アルカリ性に近いのかが分かりやすくなります。
安全に気をつけること
紫キャベツの液を作るときは、熱いお湯や電子レンジを使います。
やけどをしないように、必ず大人の人と一緒に行いましょう。
また、洗剤や漂白剤などは、混ぜると危険なものがあります。
特に、違う種類の洗剤を混ぜることは絶対にしてはいけません。
自由研究では、酢、レモン汁、重曹水、食塩水、砂糖水など、安全に扱いやすいものを中心に調べるのがおすすめです。
まとめ
紫キャベツの汁を使うと、身近なものの酸性・中性・アルカリ性を調べることができます。
酢やレモン汁を入れると赤紫色になり、重曹水や石けん水を入れると青や青緑色に変わりました。
水、食塩水、砂糖水は、あまり色が変わりませんでした。
この実験は、家にあるものを使ってできるので、夏休みの理科の自由研究に向いています。
ただし、洗剤などを使う場合は、安全に十分注意する必要があります。
色の変化を写真に撮り、表にまとめると、自由研究として分かりやすくなります。
紫キャベツという身近な野菜でも、使い方を変えると、理科の実験道具になります。
台所にあるものから、酸性・中性・アルカリ性という理科の考え方につながっていくところが、この自由研究のおもしろいところです。
