🔬 理科・実験
砂・小石・活性炭を使って、にごった水をきれいにする装置を作ります。
ろ過(ろか)とは、水の中のごみやにごりを、すき間のある材料で取りのぞくことです。小石は大きなごみ、砂は細かいごみ、活性炭(かっせいたん:小さな穴がたくさんある炭)はにおいや色のもとをつかまえることがあります。水道水も、自然の水をそのまま使っているわけではなく、いろいろな方法できれいにされています。この研究は、水の大切さや災害時の水の確保を考えるきっかけになります。
必要なもの
| 材料 | 分量 | 代替案 |
|---|---|---|
| 2Lペットボトル | 1本 | 1.5Lペットボトル1本 |
| 小石 | 200g | 園芸用鉢底石200g |
| 砂 | 200g | 園芸用川砂200g |
| 活性炭 | 100g | 水槽用活性炭100g |
| 脱脂綿 | 20g | コーヒーフィルター2枚 |
| 輪ゴム | 2本 | テープ10cm |
| にごった水 | 500mL | 水500mL+土10g |
| 透明カップ | 2個 | ガラスびん2個 |
| はさみ | 1本 | カッターは保護者のみ |
| 記録用紙 | A4用紙2枚 | ノート2ページ |
| キッチンペーパー | 5枚 | タオル1枚 |
手順
にごった水を作る
何をする:ろ過するための水を用意します。
どうやる:水500mLに土10gを入れ、スプーンで10回混ぜます。
なぜ:同じにごりの水を使うと、ろ過の前後を比べやすくなります。
ペットボトルを切る
何をする:ろ過装置の本体を作ります。
どうやる:保護者がペットボトルの上から3分の1のところを切ります。上部分を逆さにして下部分に差しこみます。
なぜ:逆さにした上部分が、材料を入れるろ過器になります。
口の部分に脱脂綿を入れる
何をする:材料が落ちないようにします。
どうやる:ペットボトルの口に脱脂綿20gをつめます。強くつめすぎないようにします。
なぜ:脱脂綿が細かい砂や炭を止めて、水だけを通します。
材料を順番に入れる
何をする:ろ過の層を作ります。
どうやる:下から活性炭100g、砂200g、小石200gの順に入れます。
なぜ:上の小石が大きなごみを止め、砂と活性炭が細かいにごりを減らします。
きれいな水で一度流す
何をする:材料の細かい粉を流します。
どうやる:水300mLをゆっくり流し、最初に出た水は捨てます。
なぜ:砂や炭の粉が最初に出るため、そのままだと逆に黒くなることがあります。
にごった水を流す
何をする:ろ過実験を行います。
どうやる:にごった水200mLを、上からゆっくり30秒以上かけて注ぎます。
なぜ:ゆっくり流すほど、材料のすき間でごみが止まりやすくなります。
ろ過前後を比べる
何をする:水の色やにごりを見比べます。
どうやる:ろ過前の水と、ろ過後の水を透明カップに100mLずつ入れて白い紙の上に置きます。
なぜ:白い紙の上で見ると、にごりの違いが分かりやすくなります。
2回目のろ過を試す
何をする:同じ水をもう一度ろ過します。
どうやる:1回ろ過した水を、もう一度上から流します。
なぜ:2回ろ過すると、さらにきれいになるかを調べられます。
観察ポイント・記録の取り方
| 回数 | 水の量 | 落ちる時間 | にごり | 気づいたこと |
| ろ過前 | 100mL | なし | ||
| 1回目 | 100mL | 秒 | ||
| 2回目 | 100mL | 秒 |
つまずきやすいポイント
⚠️ 最初の水が黒くなる
なぜ:活性炭の粉が出てくるからです。
対処:実験前にきれいな水300mLを流し、最初の水は捨てます。
⚠️ 水がなかなか落ちない
なぜ:脱脂綿をつめすぎています。
対処:脱脂綿を少しゆるめます。
⚠️ 水が横からもれる
なぜ:ペットボトルの差しこみがずれているからです。
対処:上部分をまっすぐ下部分に差しこみ、必要ならテープで固定します。
発展アイデア
安全上の注意
まとめ方(発表・レポート)
ろ過前後の写真を大きく見せると分かりやすいです。
水がきれいになった理由を、小石・砂・活性炭の役割に分けて説明します。
タイトル例:
📺 参考動画
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