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ペットボトルでろ過装置を作る

🔬 理科・実験

ペットボトルでろ過装置を作る

🚀 小4〜6年生向け ★★☆ ⏱ 準備30分 / 実施1〜2時間

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
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

1

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。

2

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。

3

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。

4

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。

5

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。

6

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。

7

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。

8

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
2回目100mL

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

  1. 小石・砂・活性炭の順番を変えて、きれいになり方を比べる。
  2. 砂だけ、活性炭だけ、小石だけでろ過して比べる。
  3. 水道水がどうやって作られるか調べ、浄水場のしくみと比べる。

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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