１１．１０．１ ＆ ２
科学の祭典
林 正幸
熱くなる変化・冷たくなる変化
Ａ 実 験
［ａ］熱くなる変化（湯気が出る）
（１）ポリコップに酸化カルシウム約１.５ｇとアルミニウム粉末約１.５ｇを入れ、コッ
プを木枠にはめ、割りばしに透明ポリ板を通してかき混ぜる。
（２）水約１０ｍＬを加えて、かき混ぜる。膨らんできてもかまわずかき混ぜ、ポリコッ
プが熱くなったら手を離す。
（３）吹き出す湯気にを手に当ててみる。
注意：酸化カルシウムは新たに購入し、乳鉢などで粉末にして利用する。粉末は密閉容器
に保管し、早めに消費する。
参考：ポリコップ（２１５ｍＬ スチロール製）は使い捨て、反応混合物は土に混ぜる。
木枠は円形にくり抜き、かつ円形の部分にビニールテープを貼ってコップの底が貼
り付くようにする。
割りばしはくり返し使用し、透明ポリ板は直径約１０ｃｍで、薬品が目などに入る
のを防ぐ。
［ｂ］冷たくなる変化（氷ができる）
（１）硝酸アンモニウム約１０ｇと水約１０ｍＬを、それぞれ２０ｍＬスクリュー管に入
れてせんをし、氷を入れた断熱箱に保管する。
（２）白色塩ビ板の中央に常温の水０.４ｍＬをたらし、赤色の円の中に５０ｍＬビーカー
を置き、ビニールテープで固定する。
（３）準備しておいた硝酸アンモニウム、次いで水をビーカーに入れ、割りばしで１分半
ほどかき混ぜ、温度が下がっていくことを温度計で調べる。
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（４）塩ビ板とビーカーの間の水が凍っていることを確認する。
Ｂ 解 説
［ａ］熱くなる変化
温度の高い水蒸気が発生することがポイント。
次の２つの化学反応が起こり、発熱する。
ＣａＯ ＋ Ｈ2Ｏ ―→ Ｃａ(ＯＨ)2
２Ａｌ ＋ ２ＯＨ- ＋ ６Ｈ2Ｏ ―→ ２[Ａｌ(ＯＨ)4]- ＋ ３Ｈ2
全体としての反応式は次のようである。
ＣａＯ ＋ ２Ａｌ ＋ ７Ｈ2Ｏ ―→ Ｃａ[Ａｌ(ＯＨ)4]2 ＋ ３Ｈ2
酸化カルシウム１.５ｇとアルミニウム１.５ｇは当量であり、このとき必要な水は３.４ｇ
になる。水を加え過ぎると温度が十分に高くならず、湯気があまり出ない。
この反応で生成するテトラヒドロキソアルミン酸カルシウムは、土に混ぜて処理できる。
１番目の反応のみの発熱を利用する事例もあるが、水酸化カルシウムという強塩基ができ
る。
［ｂ］冷たくなる変化
水と硝酸アンモニウムを予め冷やしておかないと、氷ができるような低い温度が実現し
ない。上の条件では−１０℃くらいになる。
ＮＨ4ＮＯ3 ＋ ａｑ ＝ ＮＨ4ＮＯ3ａｑ − ２５.７ｋＪ
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