ストームグラスの楽しみ方

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ストームグラスは好奇心の強い大人向きのプレゼントに?

父の日に・・・と、息子がこのような「ストームグラス」をプレゼントしてくれました。

プレゼントで貰ったストームグラス

ストームグラスは、天気予報ができる器具のように紹介されており、楽天のページを見ると、いろいろなものが販売されています。

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Fun Science ガリレオ温度計&ストームグラス 気象予報計 ガラスフロート温度計 333-272【あす楽対応】

価格:5,181円
(2021/10/11 15:05時点)
感想(1件)


ストームグラスとは、天気予報というよりも、「気象の変化で瓶の中の結晶の様子が変わる」という商品のようです。

添付の説明書に、「17世紀頃から船乗りの間でマストに取り付けて気象の変化を見ていた・・・」と書いてあります。

同様のもののWEBの写真には、きれいな結晶が天気とともに変化している・・・という記事がたくさんあるのですが、私がプレゼントしてもらったものは、説明書にあるような結晶状態の変化はほとんどなくて、嵐でも晴れていても、結晶や見え方はほとんど変化もしませんし、中の薬品が多すぎるのか、透明部分が少なくて、(もらったものにケチを付けるのもなんですが)もう一つ、変化が楽しめません。

そこで、ちょっと好奇心もあって、何かしてみたくなりました。

そこで、強く振ってみると、完全に透明部分が逆転して、変な状態になってしまいました。

ガラス内は密閉されていて、この状態ではちょっとまずいので、このまま、お湯で温めてみました。

すると変化が現れました。

50℃ぐらいから徐々に結晶が消えていき、70℃程度で、完全に透明な液体になりました。

温めて結晶を溶かしてみました

そしてそのまま放置しておくと、(商品見本に載っているようなきれいな結晶ではありませんが)下の写真のように、日によってほんの少しですが、結晶化して変化していくようになりました

もしも結晶の状態が良くない場合には、顔を近づけないなど、安全に注意して、ゆっくりと温めてみると反応の具合が変わりますので試してみてください。

きれいな樹枝状結晶

しかしそれでも、説明書のとおりに、天候によって変わることはないようです。

温めることで変化が出たので、どうも、気温に伴って中の薬品の溶解度が変化するような感じですが、晴雨による気圧差はあまり関係しない感じです。

これで天気がわかるというのは・・・よくわかりませんが

添付の説明書(英文)には、このように書いてあります。拙い英訳ですが、・・・

①液体が澄んでいれば晴れ
②小さな星の混じった曇った液体で、上に結晶があったら曇りか雷雨の予想
③液体に小さな点が混じっていたら霧
④フレーク状の大きな結晶は曇り空か冬には雪

・・・などとあります。

しかし、私のもらった製品では、結晶のでき方の変化は不規則ですし、この説明書の記述と実際の天気は全くといっていいほど合致していません

結晶の量や出来かたを見ると、夏の温度の高いときには澄んだ液体の量が多く、寒くなるにつれて、白い結晶部分が増える感じ程度の変化ですので、これは、やはり、温度によって溶解度や結晶化のタイミングが変化しているのでしょう。

説明書にある、「液中に星が混じったり、小さな点が色んな所にできる・・・」という表現はよくわかりませんが、羽毛上の結晶はとてもきれいで、見ていると結構楽しいものです。

しばしば気をつけていると、中の結晶の形や様子は、少しですが変化がありますし、外観(形状)もうまく考えられているので、下の写真のように、結構、部屋の飾りにはなっています。

ガリレオ温度計とストームグラス

夢のある大人のおもちゃという感じで考えておけば良く、それなりに楽しいものです。

写真の下の瓶は、自作のガリレオ温度計です。 容器が割れたので液体を自作した「ガリレオ温度計」(この記事はこちら)ですが、私としては、結構これに気を良くしています。

ストームグラスを自分で作れないものか・・・

WEBには、ストームグラスの自作のためのレシピがいくつか掲載されています。

それを参考に、手に入りそうな薬品類を用いた作り方の1つに、樟脳10g+硝酸カリウム2.5g+塩化アンモニウム2.5gを50%エタノール70gで溶かすと良い・・・という記事がありました。

この中で、市中で簡単に購入できないものは 硝酸カリウム ですが、500g瓶を取り寄せても、余ったものは使い道がありませんので、図書館で本を探して、代替できそうなものを調べてみると、科学実験の本に、『硝酸カリウムは火薬の原料なるので、購入しにくい場合があるので、一般に入手できる硝酸アンモニウムと塩化カリウムでも代替えできる・・・』と言う記事がありました。

さらに、塩化カリウムも手近になかったので、ここでは、「減塩しお」(塩化カリウム50%と塩化ナトリウムが50%)を使うことにしました。(結果はともかく、やってみよう・・・というためです)

100%の塩化カリウムも、試薬を購入するのがもったいないですので、減塩しおは食品としての使いみちがありますから、とりあえずこれでやってみました。

しかし、その減塩しおから塩化カリウムだけを分離する方法は素人には難しそうなので、「エイヤァ」と、混合塩ですが、ともかく、これで代替えしてやってみることにしました。

硝酸アンモニウムは(下の写真のような)冷却パックの主原料ですので、100円ショップを探したところ、ダイソーに写真のものがありました。 これは、全部が硝酸アンモニウムですので、これが使用できます。

これらを使って、(かなり適当ですが) 上のレシピの分量の2倍程度の量になるように混合液を作ります。

使用した薬品

樟脳25g 

硝酸アンモニウム5g 

塩化カリウム(+塩化ナトリウムの減塩しお)20g

無水エタノール80ml+蒸留水60ml

を用意して、それらを50℃程度の温度で溶かしました。

書籍には、「実際使われていたストームグラスも、天然の材料を使っていたので、純度も適当であったので、使用する量の多少は問題ない・・・」とありましたので、とりあえず、減塩しおを倍増して20gを溶かして使ってみたのですが、・・・結果的には、これがどうもまずかった感じがしますが・・・いい出来栄えではありません。

できた結果がこれ・・・

自作ストームグラス   結晶も見えます

室温が15℃くらいのときは、数日間は結晶ができなかったのですが、朝の気温が10℃以下に冷え込むと、どんどん結晶が大きくなって、写真のような樹枝状結晶ができるようになりました。

この結晶の形からみると、「樟脳」の結晶が主役の感じがします。

そして、「一応成功かな?」と思ったのですが、写真のように「2層」になってしまっていますやはり、減塩しおが多すぎたのかもしれません。

また、この容器のふたでは、自然にネジの部分から薬品が染み出します。

WEBの記事には、瓶を「密封する」のがいいと書いてあったり、反対に「小さい穴をあけておく」のがいい・・・などの正反対の記述がありますが、薬品ですので、やはり安全性などの面で、密閉したほうが良い感じがします。(この段階では密封していませんが、最終は、コーキング剤を使って密封することもできます)

この状態でも面白いのですが・・・なんでもやってみましょう

上層と下層では、違う感じの結晶ができています。

そして、朝夕でも、その量が変化したり、形が変わったりするのも結構面白いので、このままにしていますが、WEB記事には、標準レシピで純度の良い薬品を使って作るほうがうまくいきそうな記事があり、また、圧力を変えてその時の変化を試している方もおられるので、それらも参考にしてください。

私の晴雨時の観察では、結晶の変化は、圧力の影響はほとんどなくて、温度の影響が大きいようです。

このストームグラスは、「昔、船乗りが、マストに取り付けて気象の変化を見た・・・」とあるように、航海中の天気判断に使える程度に実用化されていたとすると、自動車に積んで移動させたり、車で高い山に登ってみる・・・などで、気圧や温度でどのようになるのかを観察してみるのも面白いかもしれません。

私の場合も、振ってみて結晶形状に変化があったのですから、車で走行して、適当な振動を与えるどうなるのか・・・などを試してみるのもいいかもしれませんし、結晶化しやすそうなミョウバンなどの他の薬品を加えるなどで溶解度を変化させたり、急激に冷却して、過冷却状態にするなどを試してみてもおもしろそうですので、ともかく、「大人のおもちゃ」と考えて、科学実験のように、何か手を加えると、結構楽しめそうです。

ともかく、手作りの良いところで、「いろいろと試してみることができる」のですから、いろいろなやり方を楽しんでいただきたいと思います。

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