【京都市青少年科学センター】
「ミョウバンの結晶づくり」の落とし穴！（1）
物質は水の温度によって溶ける量が決まっています。
水溶液の温度が低くなれば，とけきれないミョウバンが結晶として出てきます。これを再結晶といいます。
夏休みの自由研究で人気の実験ですが，このミョウバンの結晶作りをしようとする人が，つまずきやすい点を紹介します。
１．ミョウバンについて
一般的にミョウバン【明礬】と言えば「硫酸カリウムアルミニウム」のことであり，他のミョウバンと区別するために「カリミョウバン」「カリウムミョウバン」と呼ばれています。
みなさんがよく作ろうとするミョウバンの結晶は，正しくは「ミョウバン12水和物」というものです。しかし，スーパーや薬局で手に入れられるものは，「ミョウバン12水和物」を焼いて，水分を飛ばした「焼ミョウバン」というものです。この「焼ミョウバン」を使って，ミョウバンの結晶を作ろうとすると，「ミョウバン12水和物」よりも多くの水が必要になります。教科書や参考書には「ミョウバン12水和物」の情報しか載っていないことが多いので，下のグラフや表を参考にしてみてください。
- 焼ミョウバン／ミョウバン12水和物を２００℃で焼き，結晶の中の水分子をとったもの。「無水ミョウバン」ともいう。
- 水和物／水の分子を含む物質のこと。「ミョウバン12水和物」とは，「無水ミョウバン」1個に対して，12個の水の分子がくっついていることになります。
硫酸カリウムアルミニウム（カリミョウバン・カリウムミョウバン）
| 物質名 | 無水ミョウバン | ミョウバン12水和物 |
|---|---|---|
| 別名 | 焼ミョウバン 無水ミョウバン |
結晶ミョウバン 含水ミョウバン |
| 入手方法 | 薬局，スーパー，乾物屋など | 薬品会社など |
| 利用例 | 漬け物，佃煮など | 薬品として |
| 外見 |  |
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２．種結晶をどう結ぶか？～結び方とさし方～
ミョウバンの大きな結晶を作るためには，その核となる種結晶が必要です。この種結晶は６０℃ほどのお湯にミョウバン（無水，水和物どちらでもよい。）を溶けるだけ溶かし，飽和水溶液をつくります。
この飽和水溶液の上澄み液だけを底の広いタッパーなどの容器にそっといれて，ゆっくり冷ましてやれば，３mmほどの図のような平べったい種結晶がえられます。（上手くすれば７～８mmほど種結晶が得られます。）
このときできた種結晶は12水和物のミョウバン結晶ですので，多めに作っておき，形のいいものを種結晶にして，形の悪いものも後で結晶を成長させるために使いますので，取っておきましょう。
多めに作ってみました。
100均のタッパーで十分です。
ゆっくり冷ますために
段ボールで囲ってみました。
形のいいものを
種結晶にします。
この種結晶を飽和水溶液の中につるすことで，結晶を成長させていくわけですが，つるし方に頭を悩ますものです。いろいろな種結晶のつるし方が本やＨＰなどで紹介されていますが，大きく分けて以下の３つあります。
1）接着材でつける。
非常に簡単な方法ですが，接着剤がしっかりと乾くまでに時間がかかりますし，接着剤の種類によっては水溶液に溶け，種結晶が落下することがありました。
2）釣り糸で結ぶ
釣り糸（テグス）をつかって，種結晶を結び付ける方法です。もっともポピュラーで，できあがりもきれいに仕上がる方法です。結び方はいろいろありますが，図の方法が結び目もさほど大きくなく，しっかり結べると思います。しかし，ややコツがあり，習練を要します。
3）銅線を突き刺す
銅線を熱し，種結晶にさすという方法です。釣り糸で結ぶ方法よりも簡単で，小学生でも自分でできると思います。しかし，できあがった結晶には銅線が刺さっている状態です。
わりばしに銅線をまきつける
銅線の先を７～８秒熱する
わりばしを持って種結晶につける
種結晶がかんたんにくっつく
＜参考文献・ＵＲＬ＞
- 左巻建男 1996「理科おもしろ実験・ものづくり完全マニュアル」 東京書籍
- 米澤剛至 2008「ちょっとやってみようかな化学」日本評論社
- 理科年表 平成21年 国立天文台編
- 埼玉大学化学教育研究室 http://www.saitama-u.ac.jp/ashida/calcgrap/apadj013.html
