ミネラルウォーターのラベルを見ると、「硬度」という数字が書かれていることがあります。
そして水は、硬度によって「硬水」「軟水」などと呼ばれます。
では、同じ麦茶パックを使って、
軟水と硬水で麦茶を作ったら、味や色、香りに違いは出るのでしょうか？
今回は、硬度の違う水を使って麦茶を作り、実際に比較する自由研究を紹介します。
前回の「水道水とミネラルウォーターの比較」から、さらに水の硬度に注目した発展研究にもできます。
この自由研究は何日かかる？
- おすすめ学年：小学3～6年生
- おすすめ期間：3～7日程度
- 基本実験：1日でも可能
- 1回の実験時間：30分程度＋抽出時間
- 材料の入手しやすさ：★★★★☆
- 当日完成：○
軟水と硬水を1種類ずつ比較するだけなら、1日でもできます。
ただし数日間使えるなら、
- 硬度の違う水を3種類以上比べる
- 同じ実験を複数回行う
- 家族にも味を比べてもらう
など、実験を増やすことができます。
夏休みがまだ数日残っているなら、今から始めてもじっくり比較できるテーマです。
そもそも「硬度」って何？
水の硬度は、主にカルシウムやマグネシウムの量をもとに表される指標です。
一般に、カルシウムやマグネシウムが少ない水は軟水、多い水は硬水と呼ばれます。
ただし、軟水・硬水を分ける基準は国や機関などによって異なることがあります。
そのため自由研究では、
「軟水だから○○」「硬水だから○○」だけで終わらず、実際に使った水の硬度を記録する
のがおすすめです。
日本の水は軟水が多い？
日本の水道水や国産のミネラルウォーターには、比較的硬度の低い水が多くあります。
一方、海外のミネラルウォーターには硬度が高い商品もあります。
スーパーなどでミネラルウォーターを探すときは、商品ラベルに書かれている「硬度」を確認してみましょう。
自由研究では、商品名だけでなく、
- 商品A：硬度○mg/L
- 商品B：硬度○mg/L
のように記録すると、水の違いがわかりやすくなります。
まずは水そのものを観察してみよう
麦茶を作る前に、使う水について調べます。
| 調べる項目 | 水A | 水B |
|---|---|---|
| 商品名 | ||
| 硬度 | ||
| カルシウム | ||
| マグネシウム | ||
| ナトリウム | ||
| 飲んだときの感想 |
商品によって表示されている項目は異なるため、書かれているものだけ記録すればOKです。
ラベルの写真も撮っておくと、自由研究に使えます。
予想を立ててみよう
実験する前に、どんな結果になると思うか予想します。
例えば、
- 軟水の方が飲みやすい麦茶になると思う
- 硬水の方が味が強く感じると思う
- 色にはほとんど違いが出ないと思う
- 水そのものは違っても、麦茶にするとわからなくなると思う
など、自分の考えを書いてみましょう。
正解を当てることが目的ではありません。
予想と実際の結果を比べることが大切です。
自由研究｜硬水と軟水で麦茶を作ってみよう
用意するもの
- 硬度の低い水
- 硬度の高い水
- 同じ麦茶パック
- 同じ大きさの容器2個
- 透明なコップ2個
- 計量カップ
- タイマー
- 付箋やラベル
- 記録用紙
- カメラやスマートフォン
できるだけ硬度にしっかり差がある2種類を選ぶと、比較しやすくなります。
実験方法
- 2種類の水の硬度を記録します。
- 同じ形の容器を2個用意します。
- それぞれ同じ量の水を入れます。
- 同じ麦茶パックを同じ量入れます。
- 同じ方法で、同じ時間抽出します。
- 麦茶パックを同時に取り出します。
- 同じ温度になるように冷やします。
- 透明なコップへ同じ量を入れます。
- 色・香り・味などを比較します。
使用する麦茶パックの抽出方法や保存方法は、商品表示に従ってください。
今回変える条件は「水の硬度」
理科の比較実験では、何を変えて何をそろえるのかを決めることが重要です。
今回変えたいのは、
水の硬度
です。
そのため、
- 麦茶パック
- 水の量
- 麦茶パックの量
- 抽出方法
- 抽出時間
- 冷やす時間
- 飲むときの温度
などはできるだけ同じにします。
こうすることで、結果に違いが出たときに水の違いとの関係を考えやすくなります。
色を比較してみよう
2種類の麦茶を同じ透明なコップに入れ、白い紙を後ろに置いて比較します。
- 色の濃さは違う？
- 黄色っぽさは違う？
- 茶色の濃さは違う？
- 透明感に違いはある？
- ほとんど同じ？
目で見た感想を記録しましょう。
写真を撮る場合は、2つを同時に撮影すると比較しやすくなります。
香りを比較してみよう
次は香りです。
例えば、
- 香ばしさ
- 香りの強さ
- 麦の香りの感じ方
などを比べます。
香りの感じ方には個人差があるため、実際に自分が感じたことを書きましょう。
味を比較してみよう
味を比較するときは、2種類の麦茶を同じくらいの温度にそろえます。
観察項目は、
- 香ばしさ
- 苦味
- まろやかさ
- 後味
- 飲みやすさ
などでOKです。
「硬水だから必ずまずい」「軟水だから必ずおいしい」と決めつけるのではなく、自分がどう感じたかを記録します。
家族にも飲んでもらうと面白い
さらに発展させるなら、どちらの水で作ったかを伝えずに家族に飲み比べてもらう方法もあります。
例えば、
| 人 | Aが好き | Bが好き | 違いがわからない |
|---|---|---|---|
| 1人目 | |||
| 2人目 | |||
| 3人目 |
のように記録します。
ただしこれは、硬度そのものを測定する実験ではなく、味の好みや感じ方についての調査です。
「3人中2人がAを選んだから、Aの水が科学的に優れている」と結論づけないようにしましょう。
結果を表にまとめよう
| 比べる項目 | 硬度の低い水 | 硬度の高い水 |
|---|---|---|
| 硬度 | ||
| 色 | ||
| 香り | ||
| 香ばしさ | ||
| 苦味 | ||
| まろやかさ | ||
| 後味 | ||
| 飲みやすさ |
結果には、自分が実際に観察したことを書きます。
違いがわからなくても立派な結果
2種類を比較して、
「あれ？ほとんど同じじゃない？」
となる可能性もあります。
でも、それで実験失敗ではありません。
例えば、
- 今回の硬度差では味の違いを感じにくかった
- 麦茶の香ばしさによって水の違いがわかりにくくなった
- もっと硬度差の大きい水なら違いが出るかもしれない
- 色には差がないけれど味には違いを感じた
など、結果から次の疑問を考えられます。
予想と違った結果こそ、考察の材料になります。
3種類の硬度で比較するとさらに面白い
数日間研究できるなら、
- 硬度が低い水
- 中くらいの水
- 硬度が高い水
の3種類で比較してみましょう。
横軸に水の硬度、縦軸に「飲みやすさ」などの評価を置いてグラフにすることもできます。
単純な2種類比較よりも、硬度が変わるにつれて何か傾向があるのかを観察できます。
硬度と「ミネラル」は同じ意味？
ここで新しい疑問が出てきます。
硬度は主にカルシウムとマグネシウムをもとに表されます。
一方、「ミネラル」という言葉には、カルシウムやマグネシウム以外にもさまざまな無機質が含まれます。
つまり、
「硬度＝水に含まれるすべてのミネラルの量」ではありません。
水のラベルを観察すると、
- カルシウム
- マグネシウム
- ナトリウム
- カリウム
など、いろいろな名前が見つかることがあります。
ここから「麦茶のミネラルってそもそも何？」という研究にも発展できます。
何年生におすすめ？
小学1～2年生
大人と一緒に2種類の麦茶を作り、色や香りなど、わかりやすい違いを中心に観察すると取り組めます。
小学3～4年生
水の硬度を記録し、同じ条件で作った麦茶を表にして比較してみましょう。
小学5～6年生
硬度、カルシウム、マグネシウムについて調べ、実験結果との関係を考えてみると、さらに本格的な研究になります。
自由研究のまとめ方
- 疑問：硬水と軟水で麦茶の味は変わる？
- 予想：どんな違いが出ると思うかを書く
- 水について調査：硬度やミネラルを調べる
- 実験方法：水以外の条件をそろえて麦茶を作る
- 結果：色・香り・味を表にする
- 考察：硬度との関係を考える
- 追加実験：別の硬度の水でも試す
- 感想：新しく生まれた疑問を書く
水のラベルと麦茶の比較写真を使うとわかりやすい
この自由研究では、
- ミネラルウォーターのラベル
- 硬度の表示
- 実験中の様子
- 完成した2種類の麦茶
- 比較結果の表やグラフ
を写真や図でまとめると、研究内容が伝わりやすくなります。
写真や比較表を自宅で何枚も印刷すると、プリンターのインクを多く使うことがあります。
印刷枚数が増えそうなら、純正品だけでなく互換インクを比較してみるのもひとつの方法です。
▶ 自由研究の写真・比較表の印刷に使える互換インクをチェックしてみる
まとめ｜硬度の違う水で麦茶を作って比べてみよう
水の硬度は、主にカルシウムとマグネシウムの量をもとに表される指標です。
硬度の違う水で同じ麦茶を作ると、色・香り・味などに違いを感じる可能性があります。
ただし、どんな結果になるかは使う水や麦茶、実験条件などによっても変わります。
だからこそ自由研究では、
「軟水の方がおいしいはず」と決めつけず、実際に作って比べる
ことが大切です。
そして結果がほとんど同じでも、それは立派な発見。
「もっと硬度差を大きくしたらどうなる？」という次の研究にもつなげられます。
よくある質問
硬水と軟水はどこで見分けられる？
ミネラルウォーターの場合、商品ラベルやメーカーの商品情報などに硬度が表示されていることがあります。自由研究では実際に使用した商品の硬度を記録しましょう。
軟水の方が麦茶に向いている？
味の感じ方には個人差があり、麦茶の商品や抽出方法によっても変わります。「どちらが絶対に向いている」と決めるより、同じ条件で比較して自分の結果をまとめるのがおすすめです。
硬水と軟水で色が同じだったら失敗？
失敗ではありません。「今回使った水では、目で見てわかる色の違いはなかった」という結果になります。味や香りにも違いがあるか確認してみましょう。
何日くらいかけるといい？
基本の比較は1日でもできますが、3種類以上の水を使ったり、複数回実験したりするなら3～7日程度あると、より充実した自由研究になります。
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