印刷用紙：Ａ４縦 １ページの行数：５０ １行の文字数（半角で）：９０ 中学校　第３学年　理科／選択理科 選択理科の教材と展開（その４） 選択課題パッケージ４　ベーキングパウダー 　　　　　　　　　　　　　　　　岩手県立総合教育センター　理科教育室　川　村　庸　子 ＋−−−−−−−−＋−−−−−−−−−−−−−−＋−−＋−−−−−−−−−−−−−−−−＋ ｜ 選　択　課　題 ｜ ベーキング・パウダーの秘密 ｜関連｜ふくらし粉を熱してみよう(２年) ｜ ｜ ｜ ｜単元｜電流が流れる水溶液(３年) ｜ ＋−−−−−−−−＋−−−−−−−−−−−−−−＋−−＋−−−−−−−−−−−−−−−−＋ ｜ 課題のねらい ｜ 電解質水溶液であるパンだねに電流を流して作る「電気パン」。よく膨ら｜ ｜ ｜ますのは重曹かベーキング・パウダーか。その成分と働きについて調べる。｜ ＋−−−−−−−−＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋ ｜ 学習目標 ｜　重曹とベーキング・パウダーではどちらが良く膨らますかを調べ、ベーキ｜ ｜ ｜ング・パウダーを使ったときは、二酸化炭素の発生が熱分解によるものだけ｜ ｜ ｜でなく、酸との反応によるものも同時に起こっていることに気づく。 ｜ ＋−−−−−−−−＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋−−−−＋−−−−−＋ ｜【実験１】重曹とベーキング・パウダーではどちらが良く膨らますか　｜所要時間｜ ４０分 ｜ ｜　　　　を調べる。 ｜ ｜ ｜ ＋−＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋−−−−＋−−−−−＋ ｜ ｜［準備］ ｜ ｜ ｜○自作電気パン焼き器 ｜ ｜ ｜　・200CC牛乳パック ・ステンレス粘着板 ＋−−−−−＋ ｜ ｜ ｜　・コード、ソケット ・わに口クリップ付きリード線 ｜ ｜ ｜ ｜教｜○交流電流計 ○温度計 ｜　写真１ ｜ ｜ ｜ ｜○パンの材料 ・ベーキング・パウダー ＋−−−−−＋ ｜ ｜師｜ ・小麦粉　・水 ・重曹 ・焼きミョウバン ｜ ｜ ｜［操作］ ｜ ｜予｜(1) 自作パン焼き器をつくる。　 　　電気パン焼き器 ｜ ｜ ｜ 1.200CC牛乳パックのひとつの側面を切り取る。 ｜ ｜備｜ 2.向き合う側面にステンレス粘着板を貼る。 ｜ ｜ ｜ （底と側面の間に隙間ができないように貼る） ｜ ｜実｜ 3.コードにソケットとわに口クリップをつける。 ｜ ｜ ｜(2) パンだねをつくる。 ＋−−−−−−−−−−＋ ｜ ｜験｜ ＋−−−−＋−−−−−−−−＋−−−＋ ｜ ｜ ｜ ｜ ｜ ｜ 小麦粉 ｜ 膨　化　剤 ｜ 水 ｜ ｜ ｜ ｜ ｜用｜＋−−＋−−−−＋−−−−−−−−＋−−−＋ ｜ ｜ ｜ ｜ ｜｜ Ａ ｜ ２５ｇ ｜Ｂ．Ｐ　　 2.0ｇ｜３０ｇ｜ ｜ 写真２ ｜ ｜ ｜ ｜＋−−＋−−−−＋−−−−−−−−＋−−−＋ ｜ ｜ ｜ ｜ ｜｜ Ｂ ｜ ２５ｇ ｜重曹　　 　0.5ｇ｜３０ｇ｜ ｜ ｜ ｜ ｜ ｜＋−−＋−−−−＋−−−−−−−−＋−−−＋ ｜ ｜ ｜ ｜ ｜｜ Ｃ ｜ ２５ｇ ｜Ｂ＋ﾐｮｳﾊﾞﾝ 0.5ｇ｜３０ｇ｜ ＋−−−−−−−−−−＋ ｜ ｜ ｜＋−−＋−−−−＋−−−−−−−−＋−−−＋ ｜ ｜ ｜ ※Ｂ．Ｐ・・・ベーキング・パウダー Ａ、Ｂ、Ｃの出来上がりの違い ｜ ｜ ｜ ※砂糖、卵、牛乳は加えない。 （Ａは、白くて厚い。） ｜ ｜ ｜ ※ＡのＢ．Ｐには重曹が0.5ｇ含まれている。 （Ｂは、黄褐色で膨らまない。） ｜ ｜ ｜(3)Ａ、Ｂ、Ｃをパン焼き器に入れ、電流を流して （Ｃは、やや黄色く厚さはＡとＢ ｜ ｜ ｜ １分ごとの温度と電流の大きさを測定する。 の間。） ｜ ｜ ｜(4)できたら取り出して厚さを測定し比較する。 ｜ ＋−＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋ 【PACK-4-C】 ＋−−−−＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋ ｜資料｜Ａ、Ｂ、Ｃの実験結果は次のようになる。 ｜ ＋−−−−＋ ｜ ｜Ａ　ベーキング・パウダー ｜ ｜＋−−−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋｜ ｜｜時間［分］｜ ０｜ １｜ ２｜ ３｜ ４｜ ５｜ ６｜ ７｜ ８｜｜ ｜＋−−−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋ ｜ ｜｜電流［Ａ］｜1.1 ｜1.21 ｜1.58 ｜0.20 ｜0.03 ｜0.08 ｜0.06 ｜0.04 ｜0.03 ｜｜ ｜＋−−−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋ ｜ ｜｜温度［℃］｜ 24.0 ｜ 58.5｜ 91.5 ｜ 93.2 ｜ 85.9｜ 78.0 ｜ 73.3 ｜ 68.1｜ 65.0 ｜｜ ｜＋−−−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋ ｜ ｜Ｂ　重曹 ｜ ｜＋−−−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋ ｜ ｜｜電流［Ａ］｜1.00 ｜0.09 ｜0.06 ｜0.04 ｜0.03 ｜0.02 ｜0.019 ｜0.017｜0.011 ｜｜ ｜＋−−−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋｜ ｜｜温度［℃］｜ 38.0 ｜ 68.2 ｜ 78.3｜ 73.1 ｜ 68.9｜ 65.5 ｜ 62.0｜ 57.8｜ 53.4 ｜｜ ｜＋−−−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋｜ ｜Ｃ　重曹＋ミョウバン ｜ ｜＋−−−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋｜ ｜｜電流［Ａ］｜0.78 ｜1.21 ｜1.16 ｜1.00 ｜0.40 ｜0.25 ｜0.12 ｜0.041 ｜0.030｜｜ ｜＋−−−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋｜ ｜｜温度［℃］｜ 23.5 ｜ 56.1｜ 88.0 ｜ 91.5｜ 90.5 ｜ 80.4 ｜ 74.9｜ 69.2 ｜ 65.0｜｜ ｜＋−−−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋−−−＋｜ ｜ 電流値の変化 　　　　 温度の変化 ｜ ｜ ［Ａ］＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ ［℃］ ｜ ｜ 1.5＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ 100＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋｜ ｜ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋｜ ｜ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋｜ ｜ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋温 ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋｜ ｜ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋｜ ｜ 1.0＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ 50＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋｜ ｜ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋度 ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋｜ ｜ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋｜ ｜ 電 ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋｜ ｜ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋｜ ｜ 0.5＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋｜ ｜ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ 0 1 2 3 4 5 6 7 8｜ ｜ 流 ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ 時 間 ［分］ ｜ ｜ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ 出来上りの厚さ［ｃｍ］ ｜ ｜ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ ＋−−−＋−−−＋−−−＋ ｜ ｜ ＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋−＋ ｜ Ａ ｜ Ｂ ｜ Ｃ ｜ ｜ ｜ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 ［分］ ＋−−−＋−−−＋−−−＋ ｜ ｜ 時　　　　　間 ｜３．５｜１．７｜２．４｜ ｜ ｜ ＋−−−＋−−−＋−−−＋ ｜ ＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋ 【PACK-4-B】 ＋−−−−＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋ ｜原理｜　 ｜ ＋−−−−＋ ｜ ｜１　炭酸水素ナトリウムの熱分解 ＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋｜ ｜ 炭酸水素ナトリウムは分解しやすく、安定な ｜ ｜｜ ｜水溶液でも、６５℃以上では二酸化炭素を発生 ｜ ｜｜ ｜する。 ｜ ｜｜ ｜ ２ＮａＨＣ０3→ＮａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2 ｜ 図：炭酸水素ナトリウムの ｜｜ ｜ 発生する水蒸気は無水塩化カルシウムをつめ ｜ 熱分解の実験 ｜｜ ｜た管に、二酸化炭素はソーダ石灰をつめた管に ｜ ｜｜ ｜吸収させて、その重さの増加を測定し、生成し ｜ ｜｜ ｜た水蒸気や二酸化炭素のモル数の比を算出する ｜ ｜｜ ｜と定量的に進行する反応であるため、2:1:1:1 ｜ ｜｜ ｜となる。 ｜ ｜｜ ｜ ｜ ｜｜ ｜２　ミョウバン ｜ ｜｜ ｜ミョウバンはＭ(１)･Ｍ(３)(ＳＯ4)2･12Ｈ2Ｏ ｜ ｜｜ ｜なる組成の３価金属と１価金属との硫酸塩の複 ｜ ｜｜ ｜塩の総称であるが、通常はカリウムミョウバン ｜ ｜｜ ｜〔ＫＡｌ(ＳＯ4)2･12Ｈ2Ｏ〕または、アンモニ ｜ ｜｜ ｜ウムミョウバン〔ＮＨ4Ａｌ(ＳＯ4)2･12Ｈ2Ｏ〕 ｜ ｜｜ ｜がその代表的なものである。 ｜ ｜｜ ｜ ｜ ｜｜ ｜３　ミョウバンと重曹の中和 ｜ ｜｜ ｜ ミョウバン中の結晶水を焼成脱水した無水の ｜ ｜｜ ｜焼きミョウバンは、重曹とともにベーキング・ ｜ ｜｜ ｜パウダーの配合剤として、製菓加工用の膨張剤 ＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋｜ ｜に使用されている。焼きミョウバンは、水に溶 『新しい科学』（１分野上）東京書籍より ｜ ｜けると酸性になり、重曹を中和して二酸化炭素 ｜ ｜を発生し、菓子類を徐々に適当に膨らますため ｜ ｜の遅効性酸性剤である。 ｜ ｜ ミョウバンの水溶液は加水分解の結果Ｈ3Ｏ+、が ＋−−−−−−−−−−−−−−−−＋ ｜ ｜生じ酸性を示す。 ｜○○○○ベーキングパウダー ｜｜ ｜ 　　Ｈ2Ｏ 　Ｈ+＋ＯＨ- ｜ 成分　％ ｜｜ ｜ Ａｌ3+＋３ＯＨ-−− Ａｌ(ＯＨ)3 ｜ 炭酸水素ナトリウム　　　２５％｜｜ ｜ ＮＨ4+＋ ＯＨ-　　　ＮＨ3＋Ｈ2Ｏ ｜ 焼きミョウバン 　　　２５％ ｜｜ ｜または ＮＨ4+＋ Ｈ2Ｏ 　　　ＮＨ3＋Ｈ3Ｏ+ ｜ 第一リン酸カルシウム　１５％ ｜｜ ｜ 炭酸水素ナトリウムの水溶液は加水分解により ｜ ｄ−酒石酸水素カリウム １％｜｜ ｜ＯＨ-を生じ、アルカリ性を示す。 ｜ コーンスターチ　　　　　３４％｜｜ ｜ ＨＣＯ3-＋Ｈ2Ｏ　　 Ｈ2ＣＯ3＋ＯＨ- ＋−−−−−−−−−−−−−−−−−＋ ｜ ｜ Ｈ2ＣＯ3　　 ＣＯ2 ＋ Ｈ2Ｏ 某メーカーの商品に表示されている成分 ｜ ｜ ｜ ＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋ 【PACK-4-D】 ＋−−−−−−＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋−−−＋−−−−−−＋ ｜展開例 ｜選択課題　　　ベーキング・パウダーの秘密 ｜ 時数 ｜　 ６時間 ｜ ＋−−−−−−＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋−−−＋−−−−−−＋ ｜＋−−−−＋−−−−−−−−−−−−−−−＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋｜ ｜｜【科学の ｜ 【　生　徒　の　活　動 】 ｜　 　　【　教　師　の　支　援　】 ｜｜ ｜｜方法等】 ｜*予想される活動、YES「できた」｜◆資料提示 ■情報（知識）提供 ｜｜ ｜｜ ｜・NO「できない」（自己評価） ｜○技術指導 ｜｜ ｜＋−−−−＋−−−−−−−−−−−−−−−＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋｜ ｜☆第１時 ＋−−−−−−−−−−−−−＋ ｜ ｜ ｜・課題を選択する。 → ◆資：教科書１分野上（東京書籍）Ｐ７８ ｜ ｜　課題選択 ｜*ﾍﾞｰｷﾝｸﾞ･ﾊﾟｳﾀﾞｰの成分は？ NO　　　 炭酸水素ナトリウムの熱分解 ｜ ｜ 情報収集 ｜・興味・関心にもとづいて自｜ ■情：短時間で実験するために分量やパン焼き ｜ ｜　問題設定 ｜　分の問題を設定する。 ｜　　 器の大きさについて相談にのる。 　　　　｜ ｜ 予想 ｜・大枠の予想のもとに予備実｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ｜ ｜　 ｜　験の計画を立てる。 ｜ ○技：ショートってどうなること？ ｜ ｜ ＋−−−−−YES −−−−−−＋ スイッチが開いているとき、イ、ウ間に ｜ ｜☆第２時 ＋−−−−−↓−−−−−−−＋　 は何もない回路と同じである。しかし、ス ｜ ｜ ｜*予備調査にもとづいてベー ｜ イッチを閉じるとアイウエというショート ｜ ｜　予備実験 ｜ キング・パウダー入りのパ ｜ 回路ができる。イウ間は抵抗が非常に小さ ｜ ｜ ・条件統一｜ ンを焼いてみる。 → 　 いため電圧はほとんど０である。そのため ｜ ｜ ｜*条件を統一してベーキング NO 電球の回路には電流は流れない。電球はと ｜ ｜ ｜ パウダー入りと重曹入りを ｜ 　 もらないが、しばらくすると電池が熱くな ｜ ｜ ｜ 焼いて膨張を比較する。 ｜ ってくる。ショート回路を大電流が流れて ｜ ｜ ＋−−−−−YES −−−−−−＋ 　 いるためである。 ｜ ｜☆第３時 ＋−−−−−↓−−−−−−−＋　 ｜ ｜ ｜*パンを膨らませるのは発生 ｜ ＋−−−−−−−−−−−−−−−−＋ ｜ ｜　仮説設定 ｜ する二酸化炭素だ。重曹の ｜　 ｜ ｜ ｜ ｜ ｜ 他に何か熱分解している成 ｜ ｜ 図：回路図 ｜ ｜ ｜　実験計画 ｜ 分があるのだろうか？ 　　｜ ｜ ｜ ｜ ｜ ｜*重曹の他に含まれている成 ｜ ｜ ｜ ｜ ｜　実験 ｜ 分の性質を調べる。（水溶 ｜ ＋−−−−−−−−−−−−−−−−＋ ｜ ｜ ｜ 液を熱したとき二酸化炭素 NO ｜ ｜ ｜ が発生するか、酸性かアル → ■情：重曹の水溶液は、６５℃で二酸化炭素が ｜ ｜ ｜ カリ性か等） 　　 ｜ 発生する。 ｜ ｜ ＋−−−−−YES −−−−−−＋ 重曹に酸を加えたときの反応を想起させ ｜ ｜☆第４・５時＋−−−−−↓−−−−−−−＋ る。 ｜ ｜ ｜･報告書（論文）をまとめる NO ｜ ｜ 考察 ｜ → ○技：表やグラフの効果的な表し方を工夫させ｜ ｜ 論文作成 ＋−−−−−YES −−−−−−＋ る。 ｜ ｜☆第６時 ＋−−−−−↓−−−−−−−＋ ｜ ｜ 発表 ｜・発表する。 → ○技：重曹の熱分解による二酸化炭素の発生だ ｜ ｜　質疑 ｜・質問・意見を出す。 NO 　 けではなく、酸性物質による中和も関係 ｜ ｜　反省 ｜・研究を振り返る ｜ していることを実験結果をふまえて説明 ｜ ｜ ＋−−−−−−−−−−−−−＋ させる。 ｜ ＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋