重層と酢で火山の噴火の仕組みを知る実験

重層と酢が触れ合うと、化学反応が急速に起こり、ガスが発生する原理を利用して、火山の噴火メカニズムを再現できるおもしろい科学の実験を紹介します。

粘土で作った火山の噴火口から、洗剤の粘り気で閉じ込められた二酸化炭素ガスがもくもくと発砲しながら出てくる様子から、実際の噴火の仕組みを楽しく学ぶことができます。

この噴火の仕組みは、炭酸飲料を振ったら、泡がプシューと勢いよく出てくるのと同じ原理です。

材料

  • ぬるま湯
  • 重層(ベイキングソーダ)大さじ1、2杯
  • 食器用洗剤 少量
  • 酢(酢酸)
  • 食品着色液

水よりもぬるま湯の方が、化学反応を起こしやすくなります。また、あらかじめ酢に食品用着色液を入れておくと、泡の色を変えることができます。

やり方

  1. 大きめで深めの容器の中で、ペットボトルの周りを粘土で覆い、火山の形を作る。
  2. ペットボトルにぬるま湯と食器用洗剤、重層(ベイキングソーダ)を入れ、準備が整ったら酢を少しずつ入れる。
  3. 火山の噴火口から、発砲した二酸化炭素が出てくる様子を観察する。

実験結果から分かる火山の噴火の仕組み

火山のマグマの中で発生したガス(水蒸気が主)が膨張し、逃げ場がなくなった時に噴火を引き起こします。

マグマの粘り気が強いとガスがフタをされたようになってうまく逃げられず、激しい爆発を伴う噴火になります。粘り気の少ないマグマは、ガスが逃げやすいため穏やかに流れ出ることが多いようです。

この実験では、洗剤で粘り気を出していますが、実際の火山では、地層に含まれる金属や温度によって粘り気が異なります。