硝酸カリウムは「やさしお」で代用できる?ストームグラス(天気管)の作り方

ストームグラス 手作りハンドメイド
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ストームグラスとは、気温の変化にあわせて水中の結晶が変化する道具。

気温の変化によって「溶解量」(物質が液体に溶け込む量)が変わるため、「樟脳」が液体の中で色々な形に変わるしくみになっています。

19世紀のヨーロッパで、天気の予測に使われていました。

気象学の開祖の一人であるフィッツロイが、このストームグラスの様子を詳細に記録したことから「フィッツロイの天気管」とも呼ばれています。

最近は「テンポドロップ」という名称でインテリア雑貨としても人気ですよね。

このストームグラス、自分で作ることもできるんですよ。

材料集めがちょっと大変だけど、化学好きなお子さんの夏休みの研究にもぴったり。

実際に作ってみました。

手に入りやすい材料で代用しているので、本来のストームグラスのように結晶化するかはちょっとわかりません。(なのでレシピは未完・結晶化の様子は順次追記します)

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ストームグラスの材料について

材料(仮)

  • 樟脳(しょうのう)
  • 塩化アンモニウム(携帯用冷却パックで代用)
  • 硝酸カリウム(塩化カリウム「減塩の塩」で代用)
  • エタノール(消毒用エタノール)
  • 水道水

ストームグラス材料

道具は、ビーカー二つにマドラー、計りなど。

入れ物は、ミニサイズのお酒の瓶です。

エタノールは、

  • 無水エタノール
  • 消毒用エタノール

があるのですが、アルコール度数70パーセント前後の「消毒用」で作りました。

塩化アンモニウムと硝酸カリウムの入手が難しいので、手に入りやすいもので代用しています。

樟脳(しょうのう)

しょうのうはクスノキから抽出される、天然の成分の結晶です。

防虫剤に使われていて、嫌なニオイが残らないので最近また人気になっています。

なかなか売ってないのですが、ネットで買いました。

塩化アンモニウム

塩化アンモニウムは、豆腐の凝固剤や膨張剤として使われる食品添加物です。

500gで800円前後。

買ってもいいけど、携帯用の冷却材に使われている「硝酸アンモニウム」で代用できるようです。

これは100均で買いました。

市販の冷却パックには、尿素やシリカゲルが混合されているものもあるので、シリカゲル(透明な丸い粒)や尿素が含まれていない物を用意します。

中身は、水の入ったパックと薬剤に分かれているので、薬剤のみ取り出して使用しました。

冷却材中身

硝酸カリウム

硝酸カリウムは発煙筒の発火材などに使われる物質で、研磨剤などにも使われているみたい。

この硝酸カリウムは塩化カリウムで代用できるらしいので、塩化カリウムが50パーセント含まれる減塩の塩「やさしお」を使いました。

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ストームグラス(天気管)作り方

ビーカーを2つ準備します(1つは耐熱)

耐熱ビーカーに、消毒用エタノール50グラム樟脳13グラムを入れて、よく混ぜる。

もう一つのビーカーに、水25ミリリットルと、ひえっぺ4グラムやさしお3グラムを入れ溶かす。

耐熱ビーカーのアルコール溶液に、もう一つの溶液を少しずつ入れ、混ぜ溶かす。

白く濁るので、湯煎にしてよく混ぜ溶かします。

観察用の瓶に入れます。

※樟脳を混ぜた溶液をこぼすと、机がシミになってしまうので要注意。

しばらく観察して

  • 結晶だらけ(樟脳が多い)の場合はエタノールを追加
  • 結晶が少ない場合は水を追加

と微調整します。

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ストームグラスと天気の関係

晴れの日→液体が澄んでいる

雨の日→星形のような結晶が浮いている

嵐・強風→葉っぱのような形の結晶が浮いている

雪・寒い→液体が白濁して、小さな星型の結晶ができている

暑い→結晶が下沈んで固まる

などの変化がみられるとされています。

市販のストームグラスを観察したことがあるのですが、なかなかこの通りにはならないみたい。

とくに急激な温度変化が加わると、白濁してしまうことが多いようです。

なるべくゆっくりと、温度の変化が加わると綺麗な結晶ができるようですよ。

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まとめ

今のところ作ったばかりでこんな状態。

ストームグラス 手作り

時間とともに、白濁は消えて樟脳の成分が下にたまっています。(部屋の気温は27度前後)

これからどんな変化をするのか楽しみです。

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