試してフシギ

ろ過水の汚れはどこへ消える?(No.33)

水の汚れはどこへ消える? 水の汚れはどこへ消える?

実験監修:名古屋市科学館学芸員 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

どうしてなのかな?

手にふれると、手がまっくろになる木炭。でも、木炭を使った装置を作って実験すると、あれ?不思議、汚れた水がきれいになります。どうして水は木炭によってもっと汚れたりせず、きれいになってしまうのでしょう。水の汚れをとり去ってきれいにする、その作用をろ過といいます。木炭がろ過の性質をもつ秘密は、その構造にあるのです。

そうかなるほど!

木材を燃やして作る炭には、数ミクロンから数百ミクロン(1ミクロンは1,000分の1ミリ)の小さな孔がいっぱいあいています。炭1グラムの孔の内部の表面 積は、約300m2。実に広大な面積です。角砂糖大の炭を使い、その孔すべてを切り開いて平面 にすると、長さ30m×幅10mのプールをすっぽり覆うシートができる計算になります。木炭のこの広い表面 積をくぐり抜ける中で汚れが吸いつき、水はきれいになっていくのです。家庭にある浄水器が水をきれいにするのも、ろ過の働きによるものです。

・備長炭(3本ぐらい)
・2.0 Lペットボトル2個
・台所用水切りネット1枚
・ポリエステル製脱脂綿
(1本のペットボトルの3分の1ぐらい)
・はさみ
・かなづち
・くぎ(長さ2cmぐらい)
・なべ
・タオル
・コップ

工作の完成品

工作の手順

  • 1本のペットボトルの底をはさみで切り取り、ロートをつくります。

  • 2

    かなづちとくぎを使ってペットボトルのキャップに穴をあけ、(1)でつくったロートのふたにします。

  • 3

    もう1本のペットボトルを、上から3分の1のところからはさみで切り取り、ろ過した水を受ける容器にします。

  • 4

    備長炭をタオルで包み、コンクリートの上など硬い場所を使って砕きます。

  • 5

    粉々にした備長炭を台所用水切りネットに入れ、汚れを水でよく洗い流し、次に水を入れた鍋で煮沸消毒します。

  • 6

    ペットボトルでつくったロートに脱脂綿をつめ、煮沸消毒した備長炭を台所用水切りネットにつめたまま、ペットボトルのロートの中につめこみます。

実験の手順

  • 1

    ペットボトルでつくった容器に、備長炭をつめたペットボトルをのせます。

  • 2

    汚れた水(着色した水などでおこなうと浄化作用がよくわかります)をペットボトルのロートの中に流し込みます。

  • 3

    汚れた水は備長炭と脱脂綿でろ過され、きれいになってペットボトルの容器にポタポタとゆっくり落ちていきます。

    ジュースや絵の具など、 いろいろ試してみましょう。

泥水がきれいにろ過されない。

・泥水(等)と備長炭との接触面積を増やすことで、ろ過されやすくなります。備長炭をできるだけ細かく砕いてみてください。
・泥水(等)がろ過装置をできるだけゆっくり落ちるよう(一滴、一滴落ちていくように)脱脂綿をできるだけ固く詰め込んでください。汚れが備長炭に吸着できる時間をつくってあげるためです。
・ろ過装置の使用回数には限度があります。1回目よりも2回目、2回目よりも3回目のほうがろ過しにくくなります。

NGKサイエンスサイトで紹介する実験は、あくまでも家庭で手軽にできる科学実験を目的としたものです。工作の完成品は市販品と同等ではなく、代用品にもならないことを理解したうえで、個人の責任において実験を行ってください。

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