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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
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
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。
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）
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。
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。
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。
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。
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