どうして凍らせてはいけないのかな　理科　水と氷

ペットボトルのジュース　凍らせないでのわけ

今日、ペットボトルのジュースを飲んでいて　ラベルをみていると

「使用上の注意」のところに

○凍らせないでください。内溶液が膨張し、容器が破裂する場合があります。

 ということが書かれていました。

コンビニとかで　すでに凍らせてあるペットボトル入りのジュースも見かけるのに

どうしていけないんでしょう。

内溶液が膨張？？容器が破裂だなんて

こわいけど　なぜなのか　不思議っていうか　気になるのです。

そこで実験と思ったのですが、やっちゃいけないものでやると絶対だめなので

水と氷の実験ができるものをご用意しました。

・メモリ付注射器で体積変化量が測定できます。
・注射器が４本あるので、水の容量に差をつけて同時に実験ができます。
・水は容量が違っても体積変化率が一定であることが演示できます。

水が氷になると体積は？

 液体の水が固体の氷になると体積が1.1倍に増えます。

なので　冷えて固体になった際に膨張するということです。

その理由は　固体と液体の場合で、水分子同士のつながり方が違うためです。

科学的に水分子は、水素原子（H）2個と、酸素原子（O）1個からできています。

H2O（エイチツーオー）　です。

真ん中に酸素、その両脇に1個ずつ水素が結合しています

Ｈ−Ｏ−Ｈ

こんな感じですが、３つの原子は　直線状態にはなっていません。

「へ」のような状態で、　両脇の水素は少しかたよってついています。

そのため　固体としてきれいに並ぼうとしても　隙間ができてしまいます。

　　Ｏ　　　　　　Ｏ

Ｈ　　　Ｈ　　Ｈ　　　Ｈ

こんな感じです。

水は　分子同士のつながりがゆるやかで　少しの隙間にうまくはいりこんでいるのです。

　　Ｏ　　　Ｈ　　　Ｈ

Ｈ　　　　Ｈ　　　Ｏ　　　

といった感じなのです。

この教材では、目盛り付き注射器がはいっていますので

それぞれの水の量を変えて　凍らすことで　どれだけ氷になった時に容積が増えてたか

比較し調べることができます。

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