実習　砂鉄から鉄を作る（テルミット反応）

	【使うもの】 砂、磁石、アルミニウム粉末、マグネシウムリボン、塩素酸カリ 専用植木鉢（マッフルないし三角架＋濡れたろ紙）、三脚、ろ紙、ビーカー、フィルムケース、ライター
	【手順】 １）砂から磁石で砂鉄（磁鉄鉱）をより分ける。 ２）砂鉄８ｇ、アルミニウム粉末５ｇをフィルムケースに入れてよく混ぜる。 ３）水を入れたビーカーの上に専用植木鉢をセットし、ろ紙を介して試料を盛る。 ４）導火線としてマグネシウムリボンを立て、根元に塩素酸カリを極少量を加える。 ５）ライターで導火線に点火する。テルミット反応は非常な高温になるので十分注意する。 ６）反応で生成した高温の鉄と酸化アルミニウムがビーカーの水に落下し、ゴボゴボと高熱を発する。

【結果と解説】
３Ｆｅ３Ｏ４　＋　８Ａｌ　→　９Ｆｅ　＋　４Ａｌ２Ｏ３

アルミニウムは鉄よりも酸素と結合（酸化）しやすいので、鉄から酸素を奪います（還元）。生成した鉄や酸化アルミニウムは高温のため、水中でもしばらくゴボゴボと高熱を発し続けます。

【授業風景】
　砂鉄集め

教員用レシピ
【使うもの】
砂・・・川砂、海砂など。砂鉄が濃集した黒っぽい砂だとなお良い。化学の実験ではベンガラＦｅ２Ｏ３を用いるが、地学ではぜひ砂鉄を用いたい。
磁石・・・砂鉄選り分けようにビニール袋をかぶせておく。
アルミニウム粉末
マグネシウムリボン・・・表面が酸化していると着火しにくいので、紙ヤスリで磨いて、切れ目を入れておくと良い。
塩素酸カリ・・・ベンガラＦｅ２Ｏ３を試料とする場合は不要だが、砂鉄（磁鉄鉱Ｆｅ３０４）の場合は必要。耳かき１杯弱で良い。
専用植木鉢・・・よく２号植木鉢と紙粘土で作った専用容器が紹介されるが、マッフルや三角架＋濡れたろ紙で十分。
ビーカー・・・２／３くらい水を入れておく
フィルムケース・・・試料混合用
ライター・・・マグネシウムリボンに確実に点火するにはチャッカマンが良い。

【手順】　生徒欄に同じ
【時間】　１時間

■容器比較

専用容器 ２号植木鉢の内側に紙粘土をロート型にはり付けたもの。	マッフル マッフルの内側にろ紙をしいたもの。	ぬらしたろ紙を三角架を介して直接ビーカー上にセットしたもの。簡便だが、左の２つと比べて何ら遜色ない。オススメ。

■試薬のベンガラではなく、砂から砂鉄を集めるところからやりたい。砂鉄集めは小学生的だが、理科の基本。生徒にも楽しい。集めた磁鉄鉱を双眼実体鏡で観察するのも良い。
■テルミット反応は高温で危険だが、注意すれば班別実験でも十分可能。もちろん砂鉄集めは生徒にやらせ、テルミット反応は演示のみにしても良い。いずれにしろ予備実験は十分に行うこと。地味な地学で、たまにはド派手な実験も良い。
■テルミット反応は化学実験の定番で、化学実験書やウェブサイトでノウハウが詳しく紹介されているので、参照されたし。

作成２００４年０３月