■「アルミニウム」が出来るまで
「アルミニウム」がどうやって出来ているか調べるために、
日本で唯一、原料から「アルミニウム」を製造している
「日本軽金属清水工場」を調査しました！
- アルミの原料となるのは「ボーキサイト」。
日本ではほとんど採れないため、オーストラリアや東南アジアから輸入している。
- 「ボーキサイト」を「苛性（かせい）ソーダ」という液体に
混ぜ、加熱していく。 - 加熱した液体から機械で不純物を取り除き、その液体を冷やすと、
白い物体が表面に浮き出てくる。
これを乾かすと「水酸化アルミニウム」が出来る。
- 乾燥させて出来た「水酸化アルミニウム」を約1500度で
焼き上げると「酸化アルミニウム（アルミナ）」が出来る。
この状態で「日本軽金属蒲原（かんばら）製造所」へ運ばれる。
- 「日本軽金属蒲原製造所」に運ばれた「酸化アルミニウム（アルミナ）」を、
機械の中に入れ電気分解する。
この機械で、5万5000アンペアもの電流を通すことによって
「酸化アルミニウム」が電気分解され、「アルミニウム」が出来る。
ちなみに、この機械に時計を近づけると・・・
秒針が止まってしまった！
これは電流により発生した強力な磁場の影響によるもの。
- 出来上がった「アルミニウム」を熱し、液状にして型に流し込む。
あとは冷やして固めれば銀色に輝く「アルミニウム」の完成！
■「アルミ箔」の不思議？
ツヤのある面とツヤのない面があるのはナゼ？
アルミ箔にツヤのある面とツヤのない面があるのを知ってますか？
その謎を解明するため、アルミ箔の製造工場に潜入してきました！
- アルミの塊を、ある程度の薄さまで延ばし、ロール状に巻き取っていく。
- ロール状のアルミを機械で上下から圧力をかけ、さらに薄くする。
- より薄くするために薄くなったアルミを2枚重ねにし、もう一度機械で圧力をかける。
この時、硬いローラーに接して圧力が掛かっている面は、
均等に圧力が掛かり、ツヤが出る。
アルミ同士でくっついている面は、アルミが柔らかいので均等に圧力が掛からず、
小さな凹凸が出来てしまい、あまりツヤが出ない。
「アルミ箔」の両面に材質的な違いはない。
■「アルミニウム」は電気の缶詰
※アルミは電気分解によって作られるため、電気が溜まっている。
その電気を取り出してみよう！
＜準備するモノ＞
- 食塩水
- アルミ缶
- 紙やすり
- キッチンペーパー
- 備長炭（もしくは高い温度で焼いた炭）
- 活性炭
- モーター
- モーターに付けるプロペラ
- リード線×2
＜実験方法＞
- アルミ缶上部を切り、内側を紙やすりでみがく。
- キッチンペーパーをアルミ缶の内側へ入れ、
食塩水を染み込ませる。
- アルミ缶の中に活性炭と備長炭を入れ、
さらに、備長炭の周りに活性炭をつめる。
- キッチンペーパーに湿り気が足りないようであれば、
食塩水をもう一度、染み込ませる。
- アルミ缶と備長炭にリード線を取り付け、
プロペラを付けたモーターとつなげる。
＜実験結果＞
モーターが動いて、プロペラが回った！
【解説】
アルミは食塩水に溶けることによって、電気（−、マイナス）が発生する。
その電気がモーターに伝わり、さらに備長炭が（＋、プラス）の電極を帯びるため
プロペラが回った。
■アルミがよく使われる理由・１「アルミは軽い？」
※同じ大きさの鉄の棒とアルミの棒の重さを比べてみると、
鉄の棒が30gに対してアルミの棒は、たった10gだった！
アルミは鉄と同じ大きさだと、重さは鉄の約1/3ということが分かる。
＜実験・１＞
上記の実験で使った鉄の棒とアルミの棒をそれぞれ手で曲げる。
＜実験結果＞
鉄の棒は力を入れないと曲がらないのに対し、
アルミの棒は簡単に曲がった！
＜実験・２＞
上記の実験で使った鉄の棒と、今度は同じ重さのアルミの棒を手で曲げてみる。
＜実験結果＞
アルミの棒を曲げるのに鉄の棒より力が必要だった！
【解説】
アルミは鉄と同じ大きさで作ると鉄より強度は弱いが、
鉄と同じ重さで作ると、鉄よりも丈夫になる。
車のホイールなどに鉄よりアルミが使われてるのはそのため。
■アルミがよく使われる理由・２「アルミはサビにくい？」
実はアルミはとてもサビ（酸化）やすく、空気に触れた瞬間に酸素と結合して
「酸化皮膜」という膜を表面に作る。
すると、この膜が空気とアルミ本体を遮断し、
それ以上のサビ（酸化）を防ぐのである。
結果として、アルミはサビにくくなっている。
■アルミと鉄サビで面白実験
＜実験方法＞
アルミの粉と酸化鉄（鉄サビ）を混ぜたモノを
加熱すると、激しく燃え上がる。
【解説】
アルミと酸化鉄を混ぜて加熱すると、
アルミの方が酸素と結合しやすいため、酸化鉄の酸素をうばう。
この時、高熱が発生して、激しく燃える。
（酸化鉄は酸素を奪われて、鉄に戻る。
この高熱を利用し、鉄の溶接にも用いられた。）
これを「テルミット反応」という。
（注意）
この実験は大変危険なため、子供だけでは絶対にやらないで下さい！
実験をする場合は、火事や火傷に十分に注意し、
監督の出来る大人と一緒に行なって下さい！
■ビックリ！アルミからルビーを作る！
身近な金属「アルミ」を使って、ルビーを作り出すことが出来る！
その仕組みは「酸化アルミニウム」と※「酸化クロム」の混合物を
原料とし、ハロゲンランプという電球を使って約2000度で熱するというもの。
後は、約１時間かけて原料を溶かし、冷やして結晶化させればルビーの完成！
※「酸化クロム」はルビーの色の素となる。
「酸化クロムの変わりに「鉄」を混ぜると青色となり、
サファイアと呼ばれる宝石になる。
（ルビーとサファイアは色（含有物）が違うだけで、構造・主成分は同じもの）
★番組からのお願い★
「ラブラボ！」は大人から子供までを対象に、教科書等の理論だけでなく、実験を通して楽しく遊びながら、実際に体験し・手先を動かし・自分で工夫をこらす事によって科学を理解し、興味を持つきっかけとなれるような番組を目指しています。
その為、当ＨＰでも皆さんの参考にしていただけるよう、番組で紹介した初歩的な科学実験の一部を掲載していますが、実験によってはカッターやハサミ等の刃物や小さな部品、工具等を使ったり、火気やドライアイス、家庭用洗剤等の薬品を使うモノもありますので、ご家庭で行う場合には各自の責任において十分にご注意下さい。
また実験や工作に小さなケガは付き物ですが(紙一枚でも手が切れたりします)、正しい手順と(器具の)正しい使用で危険は大きく減らせます。特にお子様が実験をする場合には、必ず大人の監督・指導の下、行って下さい。番組の趣旨をご理解の上、以上宜しくお願いします。