小学生の高学年向け!自由研究は酸性雨を調べて環境問題を考えよう!小学生の高学年向け!自由研究は酸性雨を調べて環境問題を考えよう!ゆみくろ2019年7月30日Tweetシェア小学生の自由研究のテーマ選びに、毎年頭をかかえてはいませんか?高学年になってくると「これでは簡単すぎる?」と思えて、なかなか学年に合ったレベルのテーマを選ぶのが難しいですよね。ここでは、環境問題について発信するエコトピアならではの自由研究テーマをご紹介します。環境問題の一つになっている「酸性雨」について学べ、しかも色が変化する楽しい化学実験を紫キャベツの色素を使っておこないます。研究内容の説明をする前に、以下の3つのポイントについて簡単に説明していきます。酸性雨とは何なのか酸性雨の何が問題なのか紫キャベツの色素で酸性雨を調べるしくみ酸性雨とは何なのか酸性雨とは、酸性とアルカリ性の濃度を表すpH(ペーハー)が5.6以下の雨のこと。酸性の性質が高い雨のことです。酸性とは物の性質の名前で、酸っぱいものに多い性質。酸性の反対の性質にはアルカリ性があり、苦い味のするものに多い性質です。普通の雨も二酸化炭素が溶けているので、水道水より少し酸性の性質が高いのですが、酸性雨はより高い酸性の性質をもっています。それではなぜ、酸性雨は酸性の性質が高いのでしょうか。火山活動などの自然活動や、車や工場の排気ガスなどの人間の活動によって、二酸化硫黄(SO2)や窒素酸化物(NOx)という物質が、空気中に排出されます。二酸化硫黄(SO2)や窒素酸化物(NOx)は上空へ昇っていくと、太陽の光によって硫酸や硝酸という酸性の性質が高い物質に変化するのです。硫酸や硝酸が上空で雨に溶け込み、酸性の性質が高い「酸性雨」となります。酸性雨の何が問題なのか酸性雨は以下のような影響を与えることで、環境問題の一つとなっています。酸性雨による被害の例として有名です。胴を製錬する工場から排出されたガスが原因で、酸性の性質が非常に高い酸性雨が降りそそぎました。工場周辺の森林は、工場から排出されたガスや酸性雨によって枯れ果て、禿山になってしまったのです。紫キャベツで酸性雨を調べるしくみご紹介する自由研究テーマでは、紫キャベツで酸性雨を調べます。どのようなしくみで酸性雨を調べるのか、簡単に理解しておきましょう。紫キャベツには、アントシアニンという紫色の色素があります。アントシアニンは混ぜたものの性質によって、色が変化するのです。以下の図のようにアントシアニンは、酸性の性質が高いものに混ぜると「赤色」に、アルカリ性の性質が高いものでは「緑色」や「黄色」に変化するのです。どちらの性質でもない中性のものに混ぜても色は変化せず、「紫色」のままとなります。今回の自由研究は、紫キャベツのアントシアニンの色の変化を観察することで、雨水の酸性の性質が日によって変化するのかを調べる内容です。研究に必要なものや方法について、見ていきましょう。用意するもの研究に必要なものは、以下のものになります。手順わたしが実際に試してみた手順をご紹介します。雨の日に外へバケツを置き、雨水をためる※採る日や時間帯を変えてみると、比べる面白さがあります。ためた雨水を蓋つきミニペットボトルの3分の1量まで入れ、採った日時や場所をマジックで記入する(今回は2日に分けて雨水を採りました)※雨水の量は同じくらいの量にそろえましょう。洗濯洗剤」の組み合わせで比較用サンプルを用意する雨水と比較用サンプルそれぞれに、7の指示薬をペットボトルのフタ2杯分ずつ入れ、蓋をして軽く振り混ぜる各サンプルの色の違いを比較するクエン酸には酸性、洗濯洗剤にはアルカリ性の性質があります。雨水の色と比較するために、用意しましょう。紫キャベツ以外にも、ブドウの皮や朝顔の花などで指示薬をつくるのもいいですね。紫キャベツとは違う色の変化を観察できて、おもしろいですよ。結果からわかったこと、まとめ方ここからは、わたしが娘と実験をおこなった結果と、結果からわかったこと、自由研究のまとめ方をお伝えします。結果からわかったこと「クエン酸、雨水1、雨水2、水道水、ミネラルウォーター、洗濯洗剤」の6つのサンプルに、紫キャベツの色素の指示薬を混ぜた結果、以下のような色に変化しました。写真では少々わかりづらいですが、雨水1のサンプルは赤紫色で、雨水2のサンプルは水道水に近い紫色でした。雨は降った日によって、酸性の性質の高さが異なることがわかりました。二つの雨水サンプルの色が異なるのは、日によって排気ガスの量が違うことが関係していると考えられます。雨水1のサンプルを採った日は、雨水2のサンプルを採った日より、排気ガスの量が多かったのかもしれませんね。雨水を採る日や時間(朝、昼、夜など)、場所などを変えると、微妙な色の変化を比べるのが楽しくなりますよ。以下の内容を紙に書いて、まとめれば自由研究の完成です。参考にした本やWebサイト研究は、予想したことと結果の違いについて考えることが大切です。本やWebサイトなどで調べて、自分なりの考えをまとめてみましょう。自由研究で身近な環境問題について考えよう雨にも環境問題が隠されているとは、子どもたちにとっては驚きの発見になるのではないでしょうか。自由研究に面倒なイメージをもっている子どもも、色が変化する実験はわくわくするかもしれません。小学生になると、自由研究が宿題に出されますよね。