理科実験 ガラス細工
準備
各班に1本ちょうどいい大きさに先をふくらませた管を渡すとよい。
ガラス管は予備を何本か容易しておく(失敗した生徒用に)。
道具と,これから修得する技術(切る,閉じる,吹く,延ばす)の説明(雑巾はガラス用)。冷やすのに水を使ってはいけません。
ヤケドとケガに注意!
第一週目 マドラを作る= 折る・閉じる・吹く
1)切る(折る);説明と演示
ガラス管にヤスリで傷をつけて(ヤスリは30〜45度傾ける.そして向こう側へ押して使用する),次に傷を下向きにして,折り上げる(親指は外へ押し広げるように)。
ヤスリは押して使う(ゴリッという)。刃の背に指を当てる。
ガラス管は3〜4等分する。
◆反対に折ろうとして割れ,ケガをした例がある
◆折る時に反対向きに曲げようとする人がいる。危険!
2)バーナーをつける;説明
(1)バーナーの説明(上が空気,下がガス。コック)
(2)マッチの扱い(すってから,ややななめ下に向ける)
(3)点火;コックを開け,マッチはバーナーの口の横に近付ける。下輪をどんどん回すと点火する。上から近付けると消えてしまう(コックを全開しないで,七分開けるという方法もある。そのときは,マッチをつけ,バーナーの口から1cm上に)。
◆ガスの下輪をおずおず回す程度では点火しない。
(4)炎の調節;上輪を回し,内炎がゴウゴウいうほど空気を多く。どの班も上手に点火できたら,いったんコックを横にして,消して教卓へ集めよう。
(5)消火法と再点火の方法を教える。
◆マッチをすったことのない生徒がいる
再点火はコックを半分開けてつける(全開すると中から燃えてしまう)。
再点火のときはガスねじや空気ねじは回さないでよい。
3)閉じる(マドラ=かきまぜ棒を作る)
管を持たせて支え方を教える。左手を管の下端から中間部にそえて,右手で管の元を回す。先をフラつかせない。
◆管の先端は青白い内炎の1cmくらい上に入れる。
(1)管はななめに(または水平に)炎に入れる。回転させながら加熱し(ガラスが溶けると,先がオレンジ色になってくる),先端を閉じる。
(2)放置して冷却
2本練習しましょう。
4)マドラのもう片方を閉じる
(1)管内に竹棒でモールを押しこむ(端まで入れると後で修正できないので注意)
(2)もう片方を閉じる。炎の下の方でゆっくり加熱するか,閉じる直前に管の先端を上向けにして,空気を押しだしてから加熱すると,端があまりふくらまないですむ。
◆管を短く切ってしまい,モールがこげる生徒がある
5)ふくらます(ミニ・フラスコを作る)
1)起立した方がよい。管を回転させながら,先端を加熱する。
やがて閉じてくる。閉じた後で少し立て気味にして5秒間加熱する(ガラスが少したまってくる。たまりすぎると,ふくらませなくなってしまう)。
炎から出し,すぐに下を向けて(回しながら)吹く。まわしながら吹くと平らにふくらむ。ガラスがたまらないと薄くなる。
一回目はややふくらむ程度。もういちど炎に入れて加熱すると,いったん収縮する。炎から出してさらに吹く。
あまり息を吹き込むと薄くなって割れる。
うまくふくらむかどうかは,管を加熱して息を吹き込むタイミングによる。最適な時期であれば,強く吹く必要はない。
6)フラスコの切り方と口取りの方法
(1)切る(机の縁からフラスコ部分をはみ出させて平らなところで切ること。フラスコを直接手で持たないこと,雑巾でフラスコを包むと手が保護されるので良い)
(2)口取り。炎の中段位置で加熱する。素手で持つこと。
◆ひとりずつやる。ガラスの先端が割れて飛ぶことがあるので立たせること。
7)フラスコの底を平らにする技術の紹介。
炎の横で底をあぶると自動的に平らになる。底の厚さが一様でないとゆがむ。(加熱してから底をステン板に押し付けてもよい)
第二週目 フラスコとスポイトを作り、浮沈子を完成する
本時の課題
吹くことをマスターする
伸ばすことでスポイトを作る
500mlのペットボトルに水を入れ、作ったフラスコ内に作ったスポイトで水を注入して、浮沈子を完成させる。ラベルに名前を書いてペットボトルに貼らせ、提出させる。
8)伸ばす:スポイトを作る
(1)管を水平に保ち,回しながら,まん中を加熱。
(2)やわらかくなったら,出して回しながら横に引く。回しながら引くのは難しいので,出して一呼吸おいてから縦に引くのでもよい。
ゆっくり引くのがコツ。そのためには曲がりかけた時,炎の中で伸び始めた瞬間に出すのがよい。
(3)放置して冷えるのを待つ。(この時,絶対にさわらないこと!)
(4)冷えてから,切る位置で,親指の爪をガイドにして傷をつけてから切る。
(5)ゴムどめを作る。
加熱してステン板に押し付ける。あまり大きいとゴムが入らない。
9)特殊テクニック
1)フラスコの底を平にするには炎の横で加熱するとよい。ただし,底の厚さが均一でないと全体に平らにならない。薄いところからへこんでいくため。
2)瓢箪型にするにはまずできるだけ立てて加熱する(広い範囲を温める)
フラスコの要領でまず底をふくらます。
冷えないうちに上部を加熱する。柔らかくなったら吹く。
ヤケドの応急処理;氷で冷やす
ワセリンを塗る(またはサルファ剤)
バンドエイド
神奈川県立青少年センター科学課:矢島昌一氏の助言(1991年3月1日)
1.説明 ガラス細工は回数やれば上手にできる。後半に慣れによる火傷やケガが多くなる。
細工の基本技術は @切る,A吹き(ミニ・フラスコ),B引き延ばし(スポイト),C曲げ(U字管,L字管),D接続(Y字管,T字管)の5つがある。吹きが基本である。
2.切る;ヤスリ手折り法
キズは3mmくらい。キズを下にして,親指はヤスリの幅くらい離す。
机の角を利用し,ガラス管を手前側に回す。ヤスリの角度は40℃。
容器バットの対角線を利用して,3本に分ける。
3.バーナーの点火
1)点検 逆さにして中のガラスの屑を落とす。
点火する時,マッチの火はバーナーの横へ持っていく。上に持っていくと消えてしまう(コックを全開しても火がつく)。
4.吹き
管は水平にして回す。閉じたら立てて5つ数える。それから下を向いて吹く。添える手は掌面を上にすると着物をこがさない。
くわえ方は管のきれいな方を(両方ギザだったら,教卓の別の管に変える)。くわえすぎるとダメ。
大きくなり過ぎたら,ゴミ缶内で割り,ヤスリで先端のギザを落せば,また吹ける。
たくさんできた人は平底も作ろう。底をあたためて,板におしつける。
注ぎ口は先をあたためて,ヤスリの柄でひねって作る。
口取り。
5.いったん消火。引き延ばし。
1)オレンジ色の炎はガラス管のナトリウムの燃える色。
2)外へ出して引く。
3)中で引くと細くひきちぎれる。
ちぎれたら,まん中でくっつけてから,引くと片方は生きる。
4)細い中央に軽く傷つけて,引っ張ると取れる。
5)たくさんできた人は,上級の(駒込)ピペットに挑戦してもよい。
@先を閉じる。Aまん中を加熱して両端から押し付ける(ガラスをためる) B吹く C先を切る
曲げる技術(デモ)
ただ曲げると厚さが均一にならない,一部が薄くなるので,
@閉じる A吹きながら曲げる
6)ゴム止めを作る
(再開)
6. マドラを作る。
両端を閉じる。片方を閉じてから,モールを入れてもう片方を閉じる。
二人でやれる(炎の端で加熱して)。
7.説明
引き延ばしとゴム止めは家庭のガス台でも可能。
8.番外篇 接続
@片方を閉じる A両端を加熱して接続 B吹きながら,厚さを調節 C炎の横で調整。
矢島氏の助言
1)力のない生徒には机の縁を利用し,親指をガイドにしてヤスリをあて,ガラス管の方を回すように指導する。
ノコギリのようにこすっても引いた時にヤスリの目をつぶすだけである。
2)フラスコの形が悪い時には瓢箪を作らせるのもよい。
3)マドラも先が曲がってしまったものはわざと丸くして作るとかしてもよい。
4)換気扇を回すと消えてしまうようなガス・バーナーは内部が汚れている。ワイヤー・ブラシで清掃するとよい。