二酸化炭素は水に溶けて炭酸水となるのか、それともまざっているだけなのか。

6年生理科「水溶液の性質」では、炭酸水のキャップを開けたときに出てくる泡（二酸化炭素）は、水に溶けていたものなのか、それともまざっていただけのものなのかについて実験しました。
子供たちの予想はほぼ同数で分かれました。
・水に溶けている
・水にまざっている（とけてはいない）
水にまざっているだけだと考える子供の中には、炭酸水の観察の経験から「溶けているのなら炭酸水のキャップを開けたときに泡が出るはずがない」「空気中には二酸化炭素が少し入っているのに、空気は水にとけないから、水に混ざっているだけ」という仮説を発表した子もいました。
さっそく実験スタート。
最初に、水と空気をビーカーに集め、そこにゴムをかぶせ、マグネチックスターラー（攪拌機）でまぜていきました。
変化はありません。子供たちにとっては、この結果は当たり前。
次に、水上置換で二酸化炭素をビーカーに半分ほど集め、そこにゴムをかぶせました。
マグネチックスターラーにかけると・・・
スーッとゴム膜がビーカーに吸い込まれていきました。
「おおーっ！」
子供たちはこの結果に驚いていました。

「でもビーカーの上のゴムを外すと、二酸化炭素は空気中に出て行くのではないだろうか？」
そこで、子供たちにゴムを外すように伝えました。
ビーカーの中は、炭酸水のときとは違って泡が出ませんし、見られません。
少し、ガスコンロで温めてみることを提案しました。
混ざっていただけであって、溶けていなければ水を温めたときと同じようになるだろうからということも伝えました。
温めて数秒後。
明らかに水とは違う泡が出続けました。
「炭酸と同じだ。」
「泡が出続けとる！」