理科実験 色ガラスのペンダントを作ろう
目的
短時間に色ガラスを作る。
用具
るつぼ，るつぼ挟み，乳鉢，乳棒，ガラス棒，マッフル，スタンド，リング，ビーカー，2mlの駒込ピペット，ステレンス皿，ガスバーナー，
薬品・材料
一酸化鉛 PbO，二酸化ケイ素（沈降性），ガラスホウ砂またはホウ酸ナトリウム（純粋なホウ酸ナトリウムよりも，主成分がホウ酸ナトリウムのガラスホウ砂を利用した方が，溶融しやすいし，値段も４分の１程度），塩化コバルト，塩化銅（II），木の板またはセラミックス板（50×50cm），金属の型（市販の七宝焼きの型を使うと見栄えがする），ホットプレート，銅板（10×10cm）
実験方法
１ 透明ガラスを作る
1) 一酸化鉛 6.7ｇ，ニ酸化ケイ素（沈降性） 1.3ｇ，ガラスホウ砂 4.0ｇを乳鉢に入れて，乳棒でかき混ぜながら，すりつぶす。このとき，乳鉢と乳棒はきれいに洗ったものを使う。
2) 混合物を薬包紙に一度あけ，るつぼに入れる。さらに消色剤−１の水に塩化コバルト0.25ｇを溶かしたもの−を1ml加える。
3) スタンドのリングにマッフルをのせ，るつぼを中に入れる。
4) バーナーの火力を最大にするために，るつぼの底からバーナーの口までの距離を7cmぐらいにする。すぐ強熱すると，るつぼが割れるので，初めは穏やかに加熱する。数分間たってマッフルが熱くなったら，バーナーに空気を十分入れ，約10分間るつぼを強熱する。
混合物が溶融したことを確認するには，るつぼ挟みでマッフルのふたを取ってみればよい。
5) 混合物が均一に溶融したら，るつぼ内の溶融物を流れやすくするため，るつぼ挟みで，こぼれる寸前までるつぼを傾けてから，溶融物を一気にステンレス皿に流し出す。
溶融物がやわらかすぎると流れてしまい，きれいな形にならないので，ほんの少し空気中で冷やし，適度の粘りが出てから流し出すとよい。冷えすぎて，るつぼの中で溶融物が固まったときは，もう一度るつぼを加熱して溶融する。
6) 溶融物をそのまま冷却すれば，ガラスの出来上がりである。急冷すると冷却するときのひずみで，ガラスが数片に割れ，飛散するので，それを防ぐために，加熱して熱くなっているマッフルのふたをステンレス皿にかぶせる。
7) 5分ほど静置してからマッフルをはずし，ステンレス皿が十分に冷えてから，ガラスを取り出す。
２ 色ガラスを作る
8) 操作１と同様に行う。
9) 青色のガラスを作るには，着色剤として塩化コバルト 0.01〜0.02ｇを乳鉢の中に入れ，再度よくかきまぜる。
緑色のガラスを作るには，塩化銅（II) 0.05〜0.20ｇ を加える。着色剤として塩化銅（II）を使用するときは，るつぼの底にあたる炎は還元炎にする。酸化炎で加熱すると，作製したガラスの色は，時間がたつとともに緑色から青色に変化する。酸化炎でも，還元剤として酸化第一スズ SnOを0.02ｇ程度加えると緑色のままである。
他の色ガラスを作りたいときは，後記の別の着色剤を使用する。
10) １の実験で使用したるつぼの中に混合物を入れ，あとは操作3)と同様に行う。
３ 色ガラスのペンダント作り
11) ２の実験と同様に行うが，次の点に注意する。
a) 同じ色のガラスを作るときは，２の実験で使用したるつぼを使う。別の色を作りたいときは，その色を作った他の班のるつぼを交換する。
b) 溶融物を流し出すときは，金属の型をステンレス皿の上におき，その中に流しこむ。
c) 直径２〜１０cmの大きいガラスを作るときは，ホットプレートの上に銅板をのせ，その上に金属の型を置く。溶融物を流し出した後，20〜30分間はホットプレートの電源は入れておく。さらに20〜30分間してからマッフルをはずす。十分に冷えたのを確認してから，慎重に型からガラスを取り出す。
４ 着色剤
緑色 塩化銅（II） 酸化銅（I) ニクロム酸カリウム
紺色 塩化コバルト 酸化コバルト ごく微量（薄い青色）〜0.02ｇ（濃紺色）
紫色 二酸化マンガンをごく微量加えると，薄い紫色に着色する
黄色〜だいだい色 セレン化カドミウム CdSeで着色した
５ 透明マニュキアを表面にぬる
作ったガラスをそのままにしておくと，２週間ぐらいで，ガラスの表面が白く濁り，透明でなくなってくる。これは空気中の水分と反応して水に溶けるホウ酸を生じて，耐久性が悪くなるためである。これを防ぐために透明マニュキアを塗る。
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参考文献
杉山美次，第21回東レ理科教育賞受賞作品集，1990．p.48
杉山美次，化学と教育，４０，230 （1992）
杉山美次｢色ガラスｎペンダントづくり｣
『楽しい化学の実験』（1993年8月5日，神奈川県立青少年センター実験実習講座 資料）
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