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磁性スライム
- 注意すること
使用する硼砂は有毒で食べると中毒します、また目に入ると角膜を損傷します。必ず保護めがね をかけて実験をしてください。またＰＶＡの粉末からはじめる場合もＰＶＡは吸水してはりつきますので目に入ると危険です。
小学生以下の子供に実験させる場合は成人指導者か保護者を十分確保してください。
- 準備するもの（薬品）
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- 塩化鉄(II)・・塩化第１鉄
- 塩化鉄(III)・・塩化第２鉄
- 水酸化ナトリウム
- ＰＶＡ粉末
- 蒸留水
- 食酢
- 硼砂(Na2B4O7・10H2O)
- 準備するもの（器具）
- ビーカー(500ml)
- ビーカー(200ml)
- メスシリンダー
- 滴下装置
- マグネチックスターラー
- マントルヒーターと温度調節器
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ＰＶＡ
ポリビニルアルコール
polyvinilalcohol |
硼砂 Na2B4O7･10H2O
４硼酸ナトリウム
Sodium Tetraborate |
食酢 CH3COOH
酢酸
acetic acid |
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手順１ 準備(材料の調製)
Ａ溶液の調整（磁性コロイドとＰＶＡ水溶液）
- 磁性コロイド簡易版(厳密な実験で磁性コロイドを作る場合は資料参照)
- 水酸化ナトリウム２４.０ｇを１００mlの水に溶かす。(約6N)
- 塩化鉄(II)２０ｇ、塩化鉄(III)５０ｇをそれぞれ別々に２００mlピーカーで蒸留水１００mlに溶かします。
- ５００mlビーカーに、先に作った２種類の塩化鉄溶液を入れて混合します。
- この混合液に、攪拌しながら、水酸化ナトリウム水溶液（６Ｎ）を極めて少しずつ一定の速度(１秒に１滴)で、ＰＨが１１.０になるまで加えます。真っ黒のドロッとした溶液になります。
- できあがった液を１００℃で３０分程度加熱しておきます。
- 強力な磁石上にビーカーを置き、できあがったマグネタイトの沈殿（コロイド状で沈みにくい）を強制的に沈殿させうわずみ液をデカンテーション(傾けてすてる)ですて、磁石から離してから温水を加えて攪拌し、再び磁石上で沈殿→デカンテーションを繰り返してＰＨが８以下(ほぼ中性)になるまで繰り返します。
- 粉石鹸を３０ｇ加えて、６０℃で３０分放置する。
- 吸引ろ過して得られた４酸化３鉄の沈殿を蒸留水で洗浄する。 これを蒸発皿に移し乾燥する。
- ＰＶＡ溶液
- 200mlビーカーに温水100mlを入れ、ＰＶＡ粉末２０gを少しずつ加えて溶かす。
- マグネチックスターラーで１時間程度攪拌しＰＶＡ８％溶液をつくる。
- 磁性コロイドとPVA溶液の混合溶液(Ａ)の調製
- 磁性粉末をビーカーに入れ、ＰＶＡ溶液を全量（100ml）を攪拌しながら少しずつ加えて、５分程度攪拌する。
Ｂ溶液の調整（硼砂液）
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| ＰＶＡから
ＰＶＡ粉末から作る場合は、マグネットスターラーなどでかき混ぜながら、ＰＶＡを加えたのち半日攪拌を続ける。
高校以上で厳密に濃度を決めて研究するときは、ＰＶＡ粉末から行ないましょう。
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マグネタイト
Fe3O4
磁鉄鉱のこと。仮想のFeO中のFeの3/4がFe3+に置き換わった物で、γ-Fe2O3とともに強磁性体
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手順２ 反応
Ａ(ＰＶＡ・４酸化３鉄溶液)にＢ(硼砂飽和溶液)を加える。
急に固まりはじめ、割り箸に"からみつく"状態になるので、とにかくかき混ぜつづける。
全体が固まったら、しばらく静置して一塊になったら割り箸でゆっくり回しながら手のひらに取り出し(紙や布の上に取り出さない)、よくねりあわせる。
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手順３ 調整(省略)
実験
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From PVA powder |
Microwave oven |
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