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00A−121
差出人:中臺 文夫
送信日:0011月12日
件 名:RE:中和反応と電流(2)

今晩は、なかだいです。
 毎度山本先生の緻密な実験には感心させられます。さて、’10Vまで電圧を上げてみたところ’という所で混乱してしまいました。これだけ高いエネルギーをかけてしまいますと、どんな反応が起きているのでしょうか?何のイオン種を考えておられますか? 私は、どう考えて良いのか分からなくて困っています。イオンは多分拡散限界によりどんなに電圧をかけても流れなくなるとおもいます。有るところで別のイオンなり分子なりがそのエネルギーに耐えられなくなって反応し出すと思いますが、如何でしょう か?
 また、電極近傍に参照電極(でよかったでしょうか?)を設けて電位を計らないと何を測っているのか分からなくなります(電位で反応がかわってきますから)。これには、基礎電気化学(培風館かな?)などがお役に立つと思います。
 また、中和の所に関してですが、私も中和では、塩が出来るとは教えて居ません。水はH2Oと書きますが、後はイオンを書いて、こいつらは結合しないんだ。水の中にふらふらしていて、水が無くならないと相手を捜さないの。と言っています。この教え方は駄目でしょうか?


00A−122
差出人:杉山 美次
送信日:00年11月14日
件 名:藤田さんのインスタント花火のアレンジ

こんにちは、横浜の杉山美次です。
 藤田さんのインスタント線香花火のアレンジの報告です。以前のアルケの通信で藤田さんが、アクリルの毛糸を使ったインスタント花火の報告がありました。今回、必要があって、学校の生徒実験に使うと思って、ちょとアレンジをしてみました。藤田さんのレシピでは、飽和硝酸ストロンチウムの飽和水溶液にアクリルの毛糸を浸して、一晩おいたものにも鉄粉やアルミの粉をつけて火をつけました。
1、アレンジその1
 アクリルの毛糸に直接鉄粉をつけて、火をつけた。
 ◆これは、あまり鉄粉の火花が飛ばず、失敗。
 そこで、鉄粉とマグネシウムの粉末のを混合したもの(少し鉄粉の量が多い)をプラスチックのコップ等に入れ、このままでは、マグネシウムの粉(メッシュが大きい)がアクリルの毛糸につかないので、毛糸に口紅タイプのやまとのりをつけて、コップの中でかき回して、鉄粉とマグネシウムの混合の粉末をほどよくつけて火をつけました。結果は見事鉄粉の火花と、ときどきマグメシウの火花がとんで、結構はなやかな線香花火ができました。
 ◆このやり方のメリットは、短時間の準備ですぐ実験ができることです。
  ほんの3分です。
  一晩準備する必要がないので、1日単位の科学講座等には有効です。
2、アレンジその2
 確かに、硝酸ストロンチウムの飽和溶液につけると、赤い炎色反応が魅力的です。硝酸ストロンチウムの飽和溶液の代わりに硝酸銅の飽和溶液を使うと緑色の炎色反応が出ると思います(私の学校には硝酸銅がなく、硝酸バリウムが あったので、やってみたところ、黄緑色がの炎がでました。硝酸銅は、今注文しています。)
 この程度の軽い内容のメールもあってもいいんではと思ってだしました。


00A−123
差出人:山本 喜一
送信日:00年11月14日
件 名:ポリ酢酸ビニルの合成

こんにちは、山本です。
 中和反応と電流について、いろいろな方からメールをもらいました。ありがとうございます。私自身不勉強でよく分からないところがありますので、後日質問のメールを送られていただきます。
 さて、小林さんからの質問ですが、盛口先生は次のようにやっているようです。
(1)三角フラスコの中に水100mlにママレモン(乳化剤)を少し入れる。
(2)そこに、酢酸ビニル15〜20mlを加え、窒素ガスを吹き込む。
(3)さらに、l−アスコルビン酸を小さじ1杯、8%過酸化水素水を0.25ml(このふたつが開始剤)入れ、窒素ガスを追加してゴム栓をする。
(4)フラスコを湯煎する。時々栓をゆるめてガスを抜く。
(5)ガスが出なくなったら濃塩酸10ml(促進剤)を加える。再び発熱し、もち状のポリマーができる。これをピンセットで引き出す。
 私自身はやったことがありませんのが、とりあえず手持ちの資料からさがしてみました。参考にしてもらえれば、幸いです。


00A−124
差出人:藤田 勲
送信日:0011月15日
件 名:RE:電流と中和反応(2)

 前回に引き続き、水素イオンと水酸化物イオンの移動度の大きな理由について考えてみます。
 よく知られているように、水素イオンは水中では水分子が強く溶媒和したオキソニウムイオンになっていますから、実質のイオンの大きさはアンモニウムイオンやナトリウムイオン程度です。しかし、その移動度はこれらのイオンよりはるかに速いわけですから、前回説明したような、水素イオンの移動を反対電荷に逆らって溶媒とこすれあいながら移動するというストークス的泳動では説明できません。
 水素イオンの移動度が大きな理由は、その質量が小さいことと、水に発達した水素結合構造があることから考え出された機構で、プロトンが水中をずっと動いていく代わりに、水分子間を転移していくというものです。
         H+ −−−→
          (+)
       H−O−H ・・・O−H・・・O−H  水分子(1)から(2)に
         |     |     |    プロトンが移動
         H     H     H
    水分子(1)   (2)   (3)

            (+)
       H−O    H−O−H・・・O−H  水分子(2)から(3)に
         |     |    |    プロトンが移動
         H     H     H

                 (+)
         O−H  H−O   H−O−H  水分子(1)が回転して
         |     |    |    次のプロトンの受け入れ
         H     H     H
この機構はプロトンが隣の水分子に転移することで、水素結合をしている水分子の長い鎖が切れたり、つながったりしていることになります。この転移速度は非常に速いので、プロトンを引き渡した水分子が次のプロトンを受け取るために回転して向きを変える速度が水素イオンの伝導率を決めていると言われています。この回転は水素原子同士が向き合う形になりますから、電気的な反発がありそうですね。
 また、水酸化物イオンの場合にも、水素イオンの場合と同様に水分子と水酸化物イオンの間でプロトンの移動が起こることによって、見かけ上水酸化物イオンの移動が起こっていると考えられています。
         OH- −−−→
               (←−−−H;+)
         (-)
         O ・・・H−O・・・H−O・・・H−O    水分子(1)から
         |     |     |    |    OH-にプロトンが
         H      H     H     H    移動
          水分子(1)    (2)   (3)

              (-)
         O−H    O   H−O・・・H−O     水分子(2)から
         |     |     |     |     OH-にプロトン
         H     H     H     H     が移動
        水分子(0)
                   (-)
        H−O     O−H    O   H−O   水分子(O)が回転して
         |    |     |    |   次のOH-がプロトンの受
         H     H     H     H    け入れができるように
                             なる
この場合も水分子の回転がOH-イオンの伝導率を決める律速段階になっていると考えられます。
 ところで、前回示したイオンの移動度をもう一度眺めてみると、陽イオンではリチウムイオンが最も低い移動度を持っていることが分かります。
    H+   3.26*10^-7   (m2/sv)
    Li+    3.8*10^-8
    Na+   5.19*10^-8
    K+    7.62*10^-8
これはイオン半径が小さいぶん電子密度が大きいため、がっちり水分子を引きつけていて事実上の水和イオン半径が大きくなるためです。ご承知のように、結晶酢酸ナトリウム融液は深いか冷却度を示しますが、結晶酢酸リチウム融液の過冷却度はさらに深く、事実上冷却につれて結晶化しないまま固体化、すなわちガラス化してしまいます。これはおそらくはリチウムイオンが動きにくいということ深い関係があるのだと私は思っています。
 山本さんの疑問の答えにはなっていないメールになってしまいましたが、とりあえず今回はここまでにします。


00A−125
差出人:藤田 勲
送信日:00年11月16日
件 名:コンニャクのアミン臭について

今晩は、藤田です。
 杉山さん、インスタント線香花火の改良、中々いいですね。スティックのりをつけてから金属粉をまぶすというアイデアには感心しました。
 さて、今回は表題の件でメールしました。コロイドの所でコンニャク作りを演示で示しているのですが、コンニャクのりを作っているときに特有のアミン臭がします。山本さんと機会があって一緒に実験したときに色々と教わりました。これはトリメチルアミンなのだそうです。どうしてコンニャクはこんな魚くさいもとを持っているのでしょうか。この本来の生体内の前駆体は何なのでしょうか。
 私の手元の資料では正確な答えが見つかりません。どなたか情報をお持ちの方はいませんか。教えてください。


00A−126
差出人:山本 喜一
送信日:0011月17日
件 名:中和反応と電流(3)

こんにちは、山本です。
 イオンを含む溶液の伝導性について、林さん、藤田さん、中臺さんからコメントをもらいました。ありがとうございます。溶液中のイオンの移動速度が大きく関係するようですね。私ももう少し勉強したいと思います。
 今回は、藤田さんからもらったコメントの中で、よく分からない部分がありましたので、質問させて下さい。
(1)
<引用開始>
次に共通イオンを含むナトリウム塩とカリウム塩の極限モル伝導率(Sm2/mol)とその差を示しておきます。
  KCl    0.01300     KNO3  0.01263     K2SO4  0.01330
  NaCl   0.01089     NaNO3 0.01052     Na2SO4  0.01119
 各塩の差  0.00211         0.00211          0.00211
 カリウム塩とナトリウム塩との極限モル伝導率の差がどの塩でも一定になるということは、各イオンは共に独立して伝導性を示している証拠であり、無限希釈における電解質のモル伝導率Λoは陽イオンのモル伝導率Λ+と陰イオンのモル伝導率Λ-の和で示すことができるということです。これはコールラオシュのイオン独立移動の法則と呼ばれています。
   Λo =Λ+ + Λ-     ・・・・・・?
 次に、25℃における主なイオンの極限モル伝導率(Sm2/mol)を示しておきます。
   H+    0.0349          OH-  0.01983
   K+    0.00735         Cl-   0.007635
   NH4+  0.00735          NO3- 0.007146
   Na+   0.00501          I-   0.007684
  1/3Al3+ 0.0063        1/2SO4^2- 0.008002
<ここまで>
 下の表でK+の極限モル濃度と、Cl-のそれを合計すると、0.01500です。これは上の表の0.01300と違いますね。上の表は25℃の値ではないためにくい違いが起こるのでしょうか。
(2)
<引用開始>
いま、電極の断面積がAで、電極間の間隔が1mの直方体(セル)中に1モルのMX型の電解質を含んでいる溶液を考えます。この場合、このセルにはN(アボガドロ数)個の正イオンM+及び負のイオンX-を含んでいることになります。次に、セル間のある断面(窓)を1秒間に横切るイオンの総数を考えます。この場合、移動速度v+及びv-(m/s)を持つイオンは、この窓から長さがv+及びv-以内にあるものは全てこの窓を通ることになりますので、窓を1秒間に横切るイオン数は次のようになります。
   (窓を横切る陽イオン数)/秒 = Nv+ = N*(u+*E)  (C式より)
   (窓を横切る陰イオン数)/秒 = Nv- = N*(u-*E)
<ここまで>
 1秒間にアボガドロ数個のイオンが窓を横切るのであれば、Nv+やNv−になるのでしょうが、いつもそうではないと思います。上の2つの式が良く理解できません。もう少し解説してもらえないでしょうか。  以上2点です、よろしくお願いします。なお、中臺さんのコメントについては、また後日メールを送りたいと思います。
 では、また。


00A−127
差出人:澤田 史郎
送信日:00年11月18日
件 名:RE:粉塵爆発について

みなさん ありがとうございました。
 その後連絡がないのですがみなさんのメールを送らせてもらいます。
 実はこのところ10日ほどアクセスできなかったので反応が遅れました。マンションの部屋が漏水事故で水浸しになって現在改装中です。全自動の洗濯機の水道栓にパッキングで留めていた金具がとれまして学校に管理人さんから連絡があって帰った時には玄関から水が流れ出していました。みなさん全自動の洗濯機には注意しましょう。
 おかげでマンションの住居の構造や損害保険の仕組みには詳しくなりました。学校の教頭に「あなたの危機管理は大丈夫か」というテーマで5万程度で講演してもいいよと申し込んでいます。
 ようやく今日実家の電話線からアクセスできましたがまだ完全に平常の生活とはいえませんがとりあえずまたよろしくお願いします。


00A−128
差出人:藤田 勲
送信日:00年11月19日
件 名:RE:中和反応と電流(3)

今晩は、藤田です。
 山本さんの疑問を考えたいと思います。まず、(1)の疑問点、データの違いについてです。「ナトリウム塩とカリウム塩の極限モル伝導率とその差」のデータは田島栄『電気化学通論−第3版−』(共立出版、1986)からの引用です。データそのものはコールラオシュが18℃の条件で1879年に測定したもののようです。一方、「主なイオンの極限モル伝導率」は前述の米山宏『電気化学』からのものです。このデータの出所は明らかではありませんが、おそらくは電気化学便覧からのものと思われます。私自身は電気化学便覧を見ていません。
 この2つのデータの食い違いの原因の一つは測定温度でしょうが、もう一つは法則はあくまで近似的なものだということでしょう。前回お話ししたように、実際に測定しているのはモル伝導率です。この値から無限希釈の場合を外そうして求めているのが極限モル伝導率です。無限希釈という仮定での話を考えると各イオンの個性がよく分かるのでデータ化されているわけです。測定誤差の範囲内で、ほぼ各イオンが独立して伝導性を示していると言える、ということだと思います。もっとも『電気化学』にもナトリウム塩とカリウム塩との伝導率の比較データは載っているのですが、こっちの方ではその差はほぼ一定になることが示されています。ただし、測定温度は不明です。こっちの方がコールラオシュのものよりもっともらしい気がしますね。
  KCl    0.01498     KNO3  0.01455     KOH  0.02710
  NaCl   0.01281     NaNO3 0.01230     NaOH  0.02465
 各塩の差 0.00217           0.00225          0.00245
 次に、2つ目の疑問について考えてみます。ここは各イオンの極限モル伝導率と無限希釈状態における各イオンの移動度の関係を調べるために導いた式です。電解質を流れる電流は単位時間(1秒間)にある断面を移動する荷電粒子が運ぶ電気量(クーロン)の総量のことですね。それでその量を求めました。移動速度v+及びv-(m/s)を持つイオンは、この窓から長さがv+及びv-以内にあるものは1秒以内に全てこの窓を通ることになります。この溶液は1mの直方体(セル)中に1モルのMX型の電解質を含んでいます。各イオン数は1mの長さ内にアボガドロ数N個分ずつあるわけですから、v+(m)及びv-(m)内にはN*v+及びN*v-個の各イオンが存在することになります。したがって、
   (窓を横切る陽イオン数)/秒 = Nv+ = N*(u+*E)
   (窓を横切る陰イオン数)/秒 = Nv- = N*(u-*E)
この各イオン数から、各イオンが運ぶ電気量に換算するためにe(電気素量)を掛けました。この合計が電流値ですね。
   (窓を横切る正電荷)/秒 = e*N*(u+*E) = F*(u+*E)
   (窓を横切る負電荷)/秒 = e*N*(u-*E) = F*(u-*E)
さらに、単位時間、単位面積あたりの電荷、すなわち流束は(窓を横切る各イオンの電荷量)/秒 をさらに断面積Aで割る必要がありますね。ここが抜けていました。でも、これ自身は特に考える必要はありませんでしたね。
    (正電荷の流束)=(窓を横切る正電荷)/(秒・面積)
              = F*(u+*E)/A
    (負電荷の流束)=(窓を横切る負電荷)/(秒・面積)
              = F*(u-*E)/A
要するに電流値は次のようになるわけです。
     I=(u+ + u-)*F*V
 一方、このセル(長さ1m、断面積Am2中に1モルの電解質)に電位差Vの電圧を加えたときに流れる電流Iとモル伝導率Λoとの関係にも間違いがありました。比伝導率κはモル伝導率Λoと濃度の積ですから、このセルの場合にはκ=Λo*(1/A)となりますね。したがって、電流値は次のようになります。
    I = V/R =κ*(S/l)*V (@とAより今長さl=1,断面積S=A)
            =Λo*(1/A)*A*V
            =Λo*V
これでようやく目的とする関係式Λo = (u+ + u-)*Fが正しく導かれたと思いますが、いかがでしょうか。私の誤った式の導入で混乱させてしまいました。大変失礼しました。


00A−129
差出人:杉原和男
送信日:00年11月23日
件 名:お教ください!

アルケミストの会の皆様     杉原和男
 理科教室と左巻さんに頼まれていた原稿が11月始めにようやく完成し,ほっとしました。しかし,そのおかげで手付かずになっていた事で多忙を極めております。さて,本日は,また教えて欲しい事があります。高校生からの以下のような質問ですが,どうなんでしょうか? ご存知の方,よろしくお願いします。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
問題: 「グルタミン酸、アラニン、リジンの各1分子からなるトリペプチドAがあ
る。Aとして何種  類の構造異性体が考えられるか。」
 私は最初、アミノ酸が3つだから、3の階乗で、6種類と考えました。しかし、解
答にはこう記載されていました。
 「17種類。グルタミン酸には−COOH基が2つ、リジンには−NH2基が2つあり、
それぞれのぺプチド結合を考える。」
 私はこの解説に疑問を抱きました。本当に2つ分考えなければならないのか。一般
にαアミノ酸は下記に示すように側鎖をRに書き換えます。
     R−CH−COOH
      |
      NH2
 これらアミノ酸がペプチド結合を繰り返し鎖状になったものがペプチド、ポリペプ
チドと呼ばれ、その性質は側鎖、つまりRの部分に依ります。ただ、グルタミン酸は
Rにもカルボキシル基(-COOH)を、リジンはアミノ基(-NH2)をもっています。もし解
答が示すように、Rの部分も考慮すると、下記のような構造のAla-Lys-Gluができま
す。
   CH3         NH2     CH2−CH2−COOH
   |         |     |
 NH2-CH−CO−NH−(CH2)4−CH−CO−NH−CH−COOH
   ↑         ↑     ↑
  アラニン      リジン  グルタミン酸
このような構造の物質もペプチドと分類するのでしょうか。ご意見よろしくお願いし
ます。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

追伸(これは,私の質問です)
 現在,勤務先では,中学校2年生を対象に「重曹水溶液に2個の鉛球を入れて充電電池」を作っています。これは,身近な様々な物質を1年かけて調査し,ようやく選び出した組み合わせです。しかし,結果はあまりにも手近なものですので,きっとどこかで発表されていると思います。もし,そういった文献をご存知ならお教ください。


00A−130
差出人:野中 直彦
送信日:0011月25日
件 名:トンボ玉奮闘記04

 近くの古川町に、トンボ玉作家の若い木村ゆかりさんが、町の教育委員会にやってきていました。今日、やっとその人に会うことができました。そして、その人は、惜しげもなくいろいろなテクニックを教えてくれました。 その1.部品のツイストレースづくり。
その2.部品のスターづくり。
その3.その部品を使ったトンボ玉つくり。
あっというまの2時間半でした。またまた、創作意欲がわいてきました。さらなるバージョンアップを目指してがんばりたいと思います。


00A−131
差出人:林 正幸
送信日:00年11月25日
件 名:ペプチドについて

こんばんは、林です。
 昨日は千葉大学で、ヨウ素利用研究会において「高校化学におけるヨウ素教材」という演題で話をしてきました(その内容はホームページに掲載しました)。前日から宿泊し、9時から始まり、ひとり35分ずつ、私はその最後で5時5分からでした。また昼には1時間半のポスター発表があり、私はヨウ素電池と電解書道の実験を見せました(実験をしたのは私だけでした)。参加者は200人をかなり上まわったようで、盛況でした。
 講演を終わるや懇親会を失礼して駅に向かい、それでも帰宅したのは10時を過ぎました。なにせ慣れないネクタイを締め、重い実験器材を持ち、ほとほと疲れました。しかし丁寧に迎えていただき、たくさんの交流ができ、楽しい一日でした。
 ちなみに、現在ヨウ素の生産が第1位は日本ではなくチリであることを知りました。日本は第2位です。
 杉原さんがメールで紹介した高校生の質問は、私のところにも来ていました。今日次のように返事を書きました。
<引用>
 ペプチドはα−アミノ酸が脱水縮合してできるものですから、あなたの考えが正しいと思います。一般に、沢山のアミド結合でできるナイロンのようなものはポリアミドと呼ばれます。
 ペプチド結合を他のアミド結合から区別するのは、タンパク質のようにそれが連続する場合に、α−らせんと呼ばれる特別の構造を持つようになるからです。この構造において、ペプチド結合のすべての窒素・水素単結合はN末端側に、そしてペプチド結合のすべての炭素・酸素二重結合は反対のC末端側を向いており、それぞれ4つ目のペプチド結合との間で、水素部分と酸素部分が水素結合をしていると考えられています。そしてα−アミノ酸の側鎖(R−)はらせんの外に向いています(図が示せるとよいのですが・・・)。
<以上>
 野中さん、疲れが出ないようにしてください。でもトンボ玉のメールを読んで、ほっとしました。
 明日も休日というのは良いですね。のんびりできます。ではまた。
 

00A−132


00A−133


00A−134
差出人:野中 直彦
送信日:00年11月26日
件 名:トンボ玉奮闘記05

作家 木村ゆかりさんから学んだこと
1.ソ−ダガラスと鉛ガラスのちがい
 たたいて、キンキンという金属音がするのが鉛ガラス。少し、鈍い音がするのがソーダガラス。
2.炎をかえる
 いつも、同じ火の強さでなく、細かな作業をするときは、火を弱くする。エアーを弱くするだけでも火は弱くなる。
3.作業する高さをかえる
 2.と同じく、作業する高さによっても温度はちがい。余熱的な作業のときは、高い地点で保つ。
4.パーツを埋め込む
 作ったパーツを埋め込むときは、玉をすこし赤くなるまであたためる。
5.空気を入れないようにする
 空気を入れないようにするために、溝にうめるときは、橋から溶かしたガラスをおいていく。
6.レースパーツ
 レースパーツは、かなり細かくねじっていく。後からまきつける広がってしまうから。


00A−135
差出人:杉原 和男
送信日:00年11月27日
件 名:憧れのトンボ玉!

アルケミストの会の皆さん    杉原和男
 野中直彦先生のトンボ玉奮闘記を楽しく拝見しております。私も作りたくて,今の勤務先になって早々に材料を買い求め,以来,15年近く放置しております。実行に移すチャンスがなかったんですね。野中先生をとてもうらやましく思います。※私は,加熱炉のデザインが作りやすさの決定的な要素だと考えております。そこに引っ掛かりがあるのです。
いずれにしても,興味があって資料や作品を探していると,意外なものに出会います。それが添付画像のトンボ玉です。和歌山でダイバーが趣味という方の作品で,海中をイメージしているそうです。トンボ玉内部のクラゲがすごいですね! 値段は,1万円です。奥さんがよろこんでくれると思って買いましたが,趣味に合わないということで,無視されました。
 これはどの本にも掲載されていない作品で,作り方が全くわかりません。ところが,弟がその作家と親しくなって,製作現場をみせてもらったのです。弟は半導体製造装置や公害関係の分析機器の心臓部に用いる特注石英ガラス加工職人です(もし,石英ガラスが必要でしたら連絡してください。ガラスの原価+αで作ってくれるはずです。なお,特注加工の石英ガラス細工はとても高価ですが,価格のほとんどは手間賃です)。そのガラス業界関係者ということで,親しくなったようです。それをきっかけに,仕事をさぼって,こそこそとトンボ玉を作っているようです。
 いずれにしても,そういったきっかけが羨ましいですね。年をとってくると(人生の残り短さを感じ…),新しいことに手を染めるのがおっくうというか,慎重というか,なかなかできません。「トンボ玉は,野中さんと弟に任せよう!」というところですが,淋しいですね。野中さんが作っているところをは山梨の科教協全国大会で見せてもらったはずですが,もう一度見る機会を楽しみにしております。


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