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おもしろ科学実験室(工学のふしぎな世界)

 

超音波で結晶粒子をつくろう!

 
2013年1月16日
富山大学 工学部 生命工学科 生物化学工学研究室
目に見えない超音波のおもしろい性質を体験してみてみよう。
用意するもの
  • リン酸水素ナトリウム・12水和物
  • ビーカー
  • 温湯槽(ビーカーに入った薬品を温めるためのもの)
  • 冷却槽(温めた薬品を25℃ぐらいまで冷やすためのもの)
  • 温度計
  • 超音波発生装置(説明で使ったのは、生物学で用いる細胞を壊す装置ですが、超音波歯ブラシ、超音波洗浄器などでもある程度の出力があれば利用できます。)

作り方

1

リン酸水素2ナトリウム・12水和物(普通の温度では白いシャーベット状)をビーカーに入れます。

リン酸水素2ナトリウム・12水和物(普通の温度では白いシャーベット状)をビーカーに入れます。
2

温湯槽などで35℃以上に温めて、水のように透明な液状にします。(あまり温度を高くする必要はありません)

3

温めて融けたものを25℃くらいに冷やします。(ビーカー内の液は透明なままです)

温湯槽などで35℃以上に温めて、水のように透明な液状にします。(あまり温度を高くする必要はありません) 温めて融けたものを25℃くらいに冷やします。(ビーカー内の液は透明なままです)
4

超音波発生装置の振動部(ホーン)の先端をビーカー内の液に浸します。

リン酸水素2ナトリウム・12水和物(普通の温度では白いシャーベット状)をビーカーに入れます。
5

超音波を照射(しょうしゃ)すると、目に見える白い結晶粒子がすぐにできはじめます。

超音波を照射(しょうしゃ)すると、目に見える白い結晶粒子がすぐにできはじめます。
少し詳しい説明

そもそも・・・音(おと)って、なに?

空気や木などをつたわる非常に細かい振動(しんどう)のことで、波(なみ)の性質をもっています。

そもそも・・・音(おと)って、なに?

音の波は、空気などが「ちぢむ」と「ふくらむ」をとてもはやく繰り返すことによって、進んでいきます。
人間の耳に聞こえる音の波が、空気や木などをつたわるときには、1秒間に数十から数万回もそれをくり返します。


超音波(ちょうおんぱ)って、なに?

1秒間に2万回以上、「ちぢむ」と「ふくらむ」をくり返して進む非常に高い音は、人間の耳に聴(き)こえないので、「超音波」といいます。

超音波(ちょうおんぱ)って、なに?

イルカが仲間(なかま)と話したり、コウモリが獲物(えもの)を捕(つか)まえたりできるのは、超音波をつかっているからだと言われています。


「リン酸水素2ナトリウム・12水和物」って?
(ちょっとむずかしいかも・・・)

リン酸水素2ナトリウム

リン酸水素2ナトリウムという物質の分子のまわりに、12個の水分子がくっついたものです。このくっついている水を「結晶水(けっしょうすい)」といいます。

ふつうの温度で置いておいても、水の分子はくっついたままですが、180℃位まで熱くすると、結晶水がとれてしまいます。
また、乾いた空気中にながく置いておくと結晶水は減っていきます。

また、結晶水を含まない「リン酸水素2ナトリウム」は、

  • 食品にうま味などを与え、味をととのえる調味料
  • 豆腐を作る時に豆乳を固める豆腐用凝固剤
  • 中華麺の食感や風味を出すためのかんすい
  • ハムやソーセージのための結着剤

など、身近な食品や医薬品に広く使われています。

※このページに含まれる情報は、掲載時点のものになります。

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