第10回(10月2日於熊谷高校)

テーマ：光合成の酸素を集める

参加者:平岩(越谷南高)、森田(川越女子)、阿部(熊谷高)、小林(熊谷高)、高橋（いずみ高校）

光合成によって発生する気体を採集し、助燃性によって酸素であることを確かめる

材料

オオカナダモ、ペットボトル（500ｍｌ）、試験管、漏斗、炭酸水素カリウム、線香、ポリバケツ

始めに

光合成関連の実験として、発生した気体が酸素であることを示す実験は、不勉強ながら試したことがなかった。その意味で、本サークルの活動趣旨に最適なテーマであった。また、各出版社の図説や実験書などでは、発生した気体の中で「火がつく」とするものと「火はつかない」とするものとの２種類に別れ、案外確かめられていないテーマであるらしい。そこで、その点を今回追求してみることにした。

方法

fig.1　fig.2　fig.3

ペットボトルに蒸留水を入れ、二酸化炭素源として炭酸水素カリウムを溶かす（濃度は１リットル当たり３ｇ位）。
オオカナダモを入れ、気体が入らないよう注意しながら密栓する。その際、後で発生する気体体積の増加分（10～20ｍｌ程）を見越して、多少ペットボトルを押しつぶしながら密栓するとよい。
窓際など、日当たりのよい場所に３時間ほど静置する（fig.1）。あまり水温が高くなると、実験後にオオカナダモが枯れてしまうので、設置場所の条件によっては、水温が上がりすぎないよう注意すること。もっとも、１回の実験で使い捨てにするのであれば、神経質になる必要はない。
水を満たしたポリバケツ中で開封し、発生した気体を漏斗を用いて試験管の中に水上置換する。
火を付けた線香（なるべく燃えている部分が長い方がよい（fig.2））を試験管の中に素早く差し入れ、ポッと音を立てて勢いよく燃焼するのを観察する（fig.3）。

まとめ

市販の実験書（文献１　P.22、P.24）に、発生した気体は「多くの酸素（約30％）を含んでいる空気」にすぎず、「したがって気泡を集めて線香を入れても、燃え上がるようなことはない」と書いてある。だが、本実験を始める前から、空気より確実に酸素が多いのだから、多かれ少なかれ助燃性を示すはずだ、という確信はあった。結果はfig.3 に示した通りである。あまりにも簡単に燃え上がったので、拍子抜けしたほどであった。コツはどうやら、線香の火を長目にすること（fig.2）と、線香を素早く差し入れることであろう。ちなみに、前者は筆者がカタラーゼの実験中に編み出したＴｉｐｓである。知り合いに尋ねてみても、あまり知られていない方法らしいが、成功率の高いテクニックである。

本実験によって、光合成による酸素の発生を極めて端的にかつ手軽に示すことができる。授業の導入部などでの演示実験に用いると効果があるだろう。是非定番メニューとして取り入れたいお薦めの実験である。

参考文献

「絵をみてできる生物実験ＰａｒｔＩＩ」　岩波洋造　他、講談社
光合成と呼吸の科学史　真船和夫　星の環会　Ｐ．４１
高校生物の図説各種

文責：阿部（熊高）

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