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00A−226
差出人:野中 直彦
送信日:01年3月9日
件 名:大変だ50
 今日は、学年最後の飲み会でした。この1年間ご苦労様でした。話題は、生徒のいろいろな姿の話ができたことは良かったと思います。
 この学校に来て、この1年間やった事に対して
「野中のやったことは新しい風だ」
「野中のやったことに学ばせてもらった」
「野中の雰囲気と2年の生徒はフィットしていた」 と言うことを聞かせて頂いてありがたく思いました。
 私一人の力ではどうしようもなかったことをみんなに相談して、やってきたことが良かったと思います。学年会も15回やりました。えーそんなにやったのと言われました。最後の飲み会とても良かったです。私自身も何とかやってこれました。ありがとうございました。


00A−227
差出人:野中 直彦
送信日:01年3月9日
件 名:エネルギー

 真面目にきちんとやってみえることに対して素人が勝手な思いを言うことが許されるだろうかという感覚があるために、もっと勉強してから、きちんと調べてから、意見を言わないと申し訳ないという思いのため、なかなか発言できない状況ですが、あえて意見を言わせて頂きます。
    林さんへの意見
 どんなエネルギー、分子レベルの回転エネルギーも、さいさ運動エネルギーでも、エネルギーであれば、とびとびであることを教えることと、核磁気共鳴のレベルはちがうように思います。エネルギーがとびとびであるより、エネルギーが流れていく方向(第3法則でしたか?)を教えることも必要に感じます。
 生意気でごめんなさい。


00A−228
差出人:林 正幸
送信日:01年3月10日
件 名:添付ファイルについて

こんにちは、林です。
 野中さん、うっとしい手紙が来ましたね。私の友人も、ウイルスに感染してかってにダイヤルQ2につながるように設定されて、高額の請求書が来ました。彼は消費者センターに連絡して対処しました。つまり会社に支払わない旨連絡して放置する方法をとったそうです。
 さて添付ファイルについては前に意見を求めましたが、とりあえず添付ファイルはあまり容量が大きくならないように、そしてできればインターネットのブラウザーで見られるものにしたいと思います。つまり文章はHTMLファイル、画像はGIFないしJPGファイルです。そしてウイルス対策として、必ず本文(TXTファイル)で、その添付ファイルについて言及してください。そうすればお互いに安心してファイルを開けることができます。
 山本さん、基礎基本に対する切迫した思いを否定する気は毛頭ありません。それはまさに杉山(美)さんが言うように、山本さんそのものが生徒に向き合うことですよね。
 それから「化学で色をどう教えるか」にコメントをありがとう。これはまだ教案の段階で、実際の授業はほぼ1年後になりそうです。山本さんが書いてくれたような質問が生徒から出れは大成功ですね。分子軌道のイメージですが、私としては単純にピーナッツの殻が何重にもなった図を示すつもりです。いわゆるσ軌道とかπ軌道、あるいはその反結合軌道の形態までは踏み込むつもりはありません。これは原子軌道を雷太鼓式に表示するのに対応すると思います。
 小林さん、お久しぶり。私の手には負えませんが、どうして電極反応のメカニズムを知りたいのですか。
 ではまた。


00A−229
差出人:林 正幸
送信日:01年3月10日
件 名:臭素の生成反応について

こんにちは、林です。
 先日メールで、臭素の生成反応について質問があり、すこし実験をしました。その内容を以下に紹介します。
 ではまた。

<引用>
臭素が生成する正しい反応式はどちらか
質 問
 今日、化学の先生が
@ 2KBr+MnO2+3H2SO4―→2KHSO4+MnSO4+2H2O+Br2
という単体の臭素を取り出す式を提示して、「この式で納得いく?」と聞きました。先生曰く、先生が見た参考書どれもが
A 2KBr+MnO2+2H2SO4―→K2SO4+MnSO4+2H2O+Br2
ではなく、@の式で出ていたということです。
 これは化学の先生同士でも検討されたようですが、結局結論が出なかったそうです。このままでは、生徒は納得いきません。
 さらにここのホームページの炭化水素のところでは、Aの式が出ています。そこで
「この@とAの式の違い 、特にどうすると@の式のようになるのか。」
ということを質問しに来ました。
説 明
 臭素が生成する反応は次の3段階に分けてとらえることができます。
第1段は臭化カリウムと硫酸から臭化水素ができる。
    2KBr + H2SO4 ―→ K2SO4 + 2HBr  (1)
第2段は臭化水素が酸化マンガン(W)によって酸化されて臭素が生成する。
    2HBr + MnO2 ―→ H2O + MnO + Br2  (2)
第3段は塩基性酸化物である酸化マンガン(U)と硫酸が反応する。
    MnO + H2SO4 ―→ MnSO4 + H2O  (3)
積み算すると全体の反応式になります。
    2KBr + MnO2 + 2H2SO4 ―→
               K2SO4 + MnSO4 + 2H2O + Br2  (4)
 あなたの質問は反応式(1)に関して
    KBr + H2SO4 ―→ KHSO4 + HBr  (5)
でとどまるか、それともさらに硫酸水素カリウムが臭化カリウムと次のように反応して
    KBr + KHSO4 ―→ K2SO4 + HBr  (6)
臭化水素を生成するかということになります。
 硫酸は2価の酸ですが、次のように電離する
    H2SO4 ―→ H^+ + HSO4 ^-
ひとつ目の水素は強酸ですが、さらに次のように電離する
    HSO4 ^- ―→ H^+ + SO4 ^2-
ふたつ目の水素は強酸と弱酸の中間なのです。だから反応式(5)でとどまるか(6)まで進むかは検討すべきことなのです。
 そこで次のような実験をしてみました。まず濃硫酸に等molの粒状水酸化ナトリウムを加えて硫酸水素ナトリウムをつくります。
    H2SO4 + NaOH ―→ NaHSO4 + H2O
実際には硫酸が残らないように、水酸化ナトリウムは1.2倍ほど加えました。具体的には試験管に濃硫酸1.1gと水酸化ナトリウム0.6gを入れ、確実に反応するように加熱しました。これで生成物質は少量の水の他は主に硫酸水素ナトリウム、少なく硫酸ナトリウムになります。これに臭化カリウムと酸化マンガン(W)を小さじ1杯ずつ加えて加熱すると、見る見る気体になった赤褐色の臭素が発生しました。
 ナトリウムとカリウムは違いますが、上の検討には何の問題もありません。硫酸水素カリウムはさらに臭化カリウムと反応するのです。こうして反応式(4)が正しいことが確認できました。もちろん硫酸の量を意識的に増やせばあなたが示したもう一つの反応式になります。
<以上>


00A−230
差出人:小林 敏夫
送信日:01年3月10日
件 名:電極反応に興味を持った訳

 実は、3日前の熊本県立学校入学試験で、塩化銅の電気分解ではまず塩素イオンが塩素原子に成りその塩素原子が塩素分子になる。という内容の記述があり、設問で塩素原子および塩素分子の元素記号、分子式を書かせる問題があったわけです。その問題を読んで、本当に原子になり、その原子2個が分子を形成するのだろうかと思ったわけです。
 この方面に詳しい、北海道教育大学教育学部札幌校理科教育講座の田口哲先生に(面識はないわけですが)とい合わせました。メールが来ましたので紹介します。
(中略)
 面白い話でした。もう少し調べてみようと思います。


00A−231
差出人:藤田 勲
送信日:01年3月10日
件 名:RE:電極反応に興味を持った訳

こんばんは、藤田です。
 この件に関しては、私の手持ちの本では喜多英明『電極触媒の科学』(北大図書刊行会、1995)が参考になります。要するに極板状の塩素発生の素反応は水素発生のそれと類似の機構と考えられているようです。小林さんのメールにある田口先生紹介の機構はフォルマー・ヘイロフスキー機構と呼ばれているものです。前述の文献には炭素電極もこの機構だと説明されています。この他に2種類の機構で塩素発生は考えられているようで、電極により違いがあります。なぜ電極で反応機構が違うのか、これは極板を構成する金属の種類によりイオンなどの化学種の吸着(脱着)のレベルが違うからです。過電圧が違うというのは、この素反応の反応速度が金属表面で違ってくる(電極の触媒作用と呼ばれています)からだと説明されています。水素過電圧の極板による違いを分子論的に説明したものに、米山宏『電気化学』(大日本図書、1986)や電気化学協会『新しい電気化学』(培風館、1984)があります。


00A−232
差出人:野中 直彦
送信日:01年3月11日
件 名:金箔・銀箔の注文?

四ケ浦 弘さんへ
 トンボ玉の作成のために金箔・銀箔を手に入れたいのです。購入先を教えてください。


00A−233
差出人:野中 直彦
送信日:01年3月11日
件 名:トンボ玉奮闘記05

 名古屋でトンボ玉講習会があり、でかけて来ました。講習料は6000円でしたが、とっても中身がこいものでした。レース玉、V字花、水中化、バラの花、なんでもありの講習会。でも、自分ではなかなかできませんが、やる気マンマンになって帰ってきました。明日から、すこしずつ忘れないうちに作っていこうと思っています。


00A−234
差出人:山本 喜一
送信日:01年3月13日
件 名:基礎基本について(7)

こんにちは、山本です。
 林さんから、”山本さん、基礎基本に対する切迫した思いを否定する気は毛頭ありません。”というコメントが送られてきました。これは、”私が性急なのかも知れませんが、私はあと30年とか50年の間に、とんでもないことが起こって、人間は生きていけなくなるのではないかと思っています。”と書いたことについてのコメントだと受け取りました。しかし、林さんの言わんとするところがもうひとつよく分かりません。林さんの考えを二つ想像してみますから、どちらに近いかお聞かせ願えないでしょうか。
(1)山本は、近いうちに大変なことが起こると言っている。そういう考えがあることは否定しないが、自分はそれほど強く大変な事態が起こると思っているわけではない。
(2)自分自身も、近いうちに大変なことが起こると思っている。
 なぜこんなことを聞くかと言いますと、私の身近にいる人は、多くが(1)に近い考えを持っているようなのです。ですから、環境問題とか、命を守る基礎基本とか言っても、何か他人事のように受けとめられることが多いのです。
 もし林さんが(2)の考えを持ちながらも”生徒たちはゆったりと豊かに教育され、その中で自分たちが進むべき道を見付けてほしいと思います。”という気持ちであるとすれば、どうしてそんなにゆったりと構えられるのかということをもっと話して欲しいと思います。
 もちろん私は(1)か(2)のどっちを取るか決着をつけようというわけではありません。いろいろな考えがあって良いと思います。林さんだけでなく、他の方々はどう思いますか?あと数十年のうちに大変なことが起こるとは思いませんか?


00A−235
差出人:野中 直彦
送信日:01年3月13日
件 名:トンボ玉奮闘記06

 今回の講習会の先生は、
「私は、年金をもらうようになって、もう後、少ししかありません。だから、できるだけ教えたい。」
「どんどん質問してください」
「ただ、まねは大事ですが、売るのはオリジナルができてからにしてください」
たくさんの人にいろんなことを教えて、トンボ玉を発展したいという気持ちが伝わってきます。
 かくして、かくして、よりも、どんどん教えてすそ野を広げることが大切だとは、化学の授業にも関係してくるんではないかと思います。自分の教え方をどんどん言って いくことで、発展していくのかも知れません。何年も同じ授業ではいけないと思いました。


00A−236
差出人:杉原 和男
送信日:01年3月14日
件 名:春の遠足の案内

  「京都パスカル」春の遠足の案内
 「京都パスカル」では、恒例の春の遠足を行います。目的地は,銅山とベンガラで有名な「吹屋」の見学(坑道見学を含む)と,島根県吉田村の「たたら(菅谷高殿)」見学です。ここのたたらは、宮崎さんらが見学して映画「もののけ姫」の1シーンになりました。操業当時のたたらが日本で唯一現存しています(あと何年もつのか不安です)。
 鉄作りは、日本の近代化に結びつきましたが、権力を生み、歴史上初の大規模な公害も発生させました。それらがどういうことなのかを理解することは、理科を教える上での基礎教養として欠かせないものだと思います。また、理科系の施設としてとても興味深くおもしろいものです。
 ただ、全行程は、京都から片道でも400kmあり、交通の便は悪く、きっかけがないとなかなか行きにくいところにあります。そういったことが、今年の春の遠足の見学地に選んだ理由です。京都パスカルから7名の先生と家族4名の11名が参加予定です。
※先月号の「理科教室」に小野英喜先生が詳しい見学報告を掲載されています(巻頭)。
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 そこで、アルケミストの会の皆さんにも「ご一緒しませんか?」というお誘いをさせていただきます。ただ、私が宿舎などを連絡調整するのは大変なので、現地で落ち合うということでの案内です。まあいうなら、「並行行動型の研修会」ですね。そういうことで、ご参加いただけるなら、私の負担はほとんどありませんから大歓迎です。
 宿舎は横田町の「福屋旅館」Tel. 0854-52-1043, Fax. 0854-52-1063に申し込まれるとご一緒できますが、いっぱいなら、福屋さんで他を聞いてください。それでもみつからないときは、役場に相談してください。なお、参加されるときは、メールで連絡してください。吉田村の見学地に関しては、事前連絡済みです。
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詳しい案内は、PDFファイルで添付します。
(ウィルスフリーです!)
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(後略)


00A−237
差出人:林 正幸
送信日:01年3月14日
件 名:時代認識

こんばんは、林です。
 今日は研修で、久しぶりに名古屋の本屋に行きました。目当ては鉄鋼や原油の生産量といった統計資料が載っている本でしたが、幸い
    日本国勢図会(2000/2001)(国勢社)
    2001データブック(世界各国要覧)(二宮書店)
を入手できました。結局は高校社会のコーナーにありました。
 ついでに
    西著「リチウムイオン二次電池の話」(裳華房)
も見付けましたが、やはりこの電池はイオン電池でした。負極では黒鉛の層間にリチウムイオンがドープされるというのですが、この陽イオンの相手をしているのは黒鉛に流れ込んできた電子なんでしょうね。それから有機電解質が必要なのは、電圧が高くて水が電気分解されてしまうからと分かりました。そう言えばどこかで読んだような気もして・・・。
 野中さん、1年間ご苦労さまでした。私も野中さんに乾杯!です。さて核磁気共鳴ですが、磁場中では磁気を持つ粒子のエネルギー準位も量子化されていて、そのエネルギー差に相当する電磁波を吸収します。そして化学分析で利用する高分解能な装置では、外部磁場が核のまわりの電子によって遮へいされて微妙に変化する影響まで検出できるために、同じ水素原子の原子核でも結合状態を反映して化学シフトが起こるのです。磁場が無ければエネルギー準位が縮退している点は異なりますが、他のスペクトル分析と似ていると思います。なおX線回折のような手法は、多数の原子が電磁波を散乱するその位相差から回折像を得ますので、本質的に異なります。
 もうひとつ熱力学の第2法則ですが、いろいろ悩んだ上で現在はエントロピーという概念は高校生には難し過ぎるという思いになっています。この点に関しては今年の科教協大会で提案するつもりです。レポートはすでにホームページに掲載してありますが、野中さんは「エネルギーが流れていく方向」に関して何を教えたいのでしょうか。
 山本さん、21世紀という時代をどう認識するか、これに対して確信を持っている人間はわずかだと思います。私も分からないのです。人類がさまざまな問題を抱えていることは確かです。環境や平和に加えて、最近では経済の問題もあります。社会主義国家は崩壊しましたが、資本主義経済が持つ矛盾は無くなっていません。どのように折り合いを着けたらよいか・・・、経済学者は何をしているのでしょう。
 しかし時代認識は科学の問題ではなく、思想であると思います。私はこれまで幾たびも困難を克服してきた人間の歴史に賭けます。企業も環境問題を意識して動いています。市民もたとえばゴミ問題に急速に関心を高めています。教師は明るい可能性を呼びかけることが仕事だと考えます。そしてそういう認識の人間が多数になることが、そして科学という道具を備えれば、人間はその自由意志によって前進できるのではないでしょうか。
 あまりまとまっていませんが・・・、ではまた。


00A−238
差出人:山本 喜一
送信日:01年3月16日
件 名:酸化還元反応とエネルギーの流れ

こんにちは、山本です。
 1年生の3学期は「化学反応とエネルギー」と「酸化還元」の部分でした。私は前々から、酸化還元反応はエネルギーを取り出す反応でもあることを教えられないかと思っていました。今回、次のようなプリントを使って、3学期最後の時間にそのことに触れてみました。内容的には、まず、低エネルギー物質である鉱物にエネルギーを注ぎ込んで金属を作り、それで電池を作ってエネルギーを取り出していること。植物は、低エネルギー物質である水と二酸化炭素に太陽エネルギーを加えて有機物を作り、それを動物が横取りしていること。このふたつが中心です。
<授業プリント>
18 酸化還元反応とエネルギー No.111
復習
 高エネルギー物質とは、化学エネルギーをたくさん持っている物質のことで、(燃えるもの)である。具体的には、ブドウ糖やデンプン、タンパク質、アルコール、プラスチックなどの(有機物)、鉄やマグネシウムなどの(金属)、それから(水素)や(酸素)などである。
 一方、低エネルギー物質とは、化学エネルギーをあまり持っていない物質のことで、(燃えないもの)である。これは、食塩や酸化物などの(イオン性物質)や(水)、(二酸化炭素)などである。
1 金属を作るエネルギー
(1)テルミット反応
Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3
 この反応では、(低)エネルギー物質であるFe2O3が(高)エネルギー物質のFeに変化し、(高)エネルギー物質であるAlが(低)エネルギー物質のAl2O3に変化している。つまり、(Al)が(Al2O3)に変化するときに放出されたエネルギーを使って、(鉄)を作ったのである。
(2)溶鉱炉で鉄を作る反応
  C + O2 → CO2
 C + CO2 → CO
 Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
 この反応では、(高)エネルギー物質であるCが、最終的には(低)エネルギー物質のCO2に変化し、(低)エネルギー物質であるFe2O3が(高)エネルギー物質のFeに変化している。つまり、(C)が(CO2)に変化するときに放出されたエネルギーを使って、(鉄)を作っているのである。
(3)電気分解
 硫酸銅水溶液を電気分解すると、陰極では銅が得られ、陽極では酸素が発生する。
  陰極 Cu2++2e? → Cu
陽極 2H2O → O2+4H++4e?
 Cu2+は(低)エネルギー物質であり、Cuは(高)エネルギー物質である。また、H2Oは(低)エネルギー物質で、O2は(高)エネルギー物質、H+は(低)エネルギー物質である。つまり、電気分解で加えられたエネルギーは(Cu)と(O2)を作るために使われたわけである。
2 電池のエネルギー
(1)ボルタの電池のエネルギー源
 この電池は次のような反応が起こっている。
 負極 Zn → Zn2++2e−
 正極 2H++2e− → H2
 亜鉛はZnからZn2+に変化しているので、(高)エネルギー物質から(低)エネルギー物質に変化している。また、水素はH+からH2に変化しているので、(低)エネルギー物質から(高)エネルギー物質に変化している。ボルタの電池では、ZnがZn2+に変化するときにエネルギーを(放出)している。その一部はH+をH2に変えるために使われ、残りが電池としてのエネルギーになる。

No.112
(2)ダニエル電池のエネルギー源
 この電池は次のような反応が起こっている。
 負極 Zn → Zn2++2e−
 正極 Cu2++2e− → Cu
 ここで、銅はCu2+からCuに変化しているので、(低)エネルギー物質から(高)エネルギー物質に変化している。ダニエル電池では、ZnがZn2+に変化するときにエネルギーを(放出)している。その一部はCu2+をCuに変えるために使われ、残りが電池としてのエネルギーにる。
3 酸化還元反応とエネルギーの流れ
(1)金属を作り、金属で電池を作る   金属を作る反応と、電池の反応をつなげて考えてみよう。
 金属の原料は、鉄鉱石(Fe2O3)やボーキサイト(Al2O3)、セン亜鉛鉱 (ZnS)などの(低)エネルギー物質である。人間はこれらの物質にエネルギーを(注入)して、FeやAl、Znなどの(高)エネルギー物質を作っている。そして、それらの金属が(イオン)に変化させるときに放出されるエネルギーを、電気エネルギーとして取り出すものが電池である。
(2)燃料電池
 最近、金属を使わない燃料電池が注目を集めている。反応は次のとおりである。
  負極 H2 → 2H+ + 2e−
  正極 O2 + 4H+ + 4e−  → 2H2O
 高エネルギー物質である(水素)と(酸素)は、低エネルギー物質の(水)に変化するときに、エネルギーを放出する。燃料電池は、このエネルギーを電気として取り出すものである。正極に使われるO2は、(空気)中のO2を使う。負極に使われるH2は高エネルギー物質である(石油)や(天然ガス)から作る方法がある。また、将来は低エネルギー物質の(水)に太陽光などのエネルギーを注ぎ込んで分解して作ることも考えられている。
(3)植物と光合成
 植物は低エネルギー物質である(水)と(二酸化炭素)に太陽光を注入して、高エネルギー物質の(ブドウ糖)を作るはたらきがある。(ブドウ糖)は生物体内で(デンプン)や(脂肪)、(タンパク質)などに変化する。これらはすべて(高)エネルギー物質である。動物は光合成を行うことができないので、植物が作ったこれらの物質を食べて、体内で低エネルギー物質の(水)や(二酸化炭素)に変化させ、その時放出されるエネルギーで生命を維持している。
<ここまで>
 お気づきのように、林さんの穴埋めプリントのまねをして作りました。この方法を使うと、詳細な説明文が書けますね。私のこれまでのプリントは、おもに問いを並べたものでした。上の内容では、「ボルタの電池では、どんな物質がエネルギーを出しているか」とか「水溶液の電気分解で加えられたエネルギーは、どんな物質を作るために使われたのか」というような問いを並べたプリントになったことでしょう。こういう形式だと、答えを黒板に書かなければなりません。そうすると、黒板の大きさや、授業の時間の都合上、ポイントだけしか答えの文を書けませんよね。生徒はそれを写すわけですが、ポイントしか書いてないと、後でプリントを見直したときに理解できなかったり、授業中も私の説明をあまり聞かずに写す作業にばかり注意がいってしまうこともありました。でも、穴埋め形式だと、生徒がつまずきそうなところを文章にして残せますから、かゆいところに手が届くような説明文を作ることができるのではないかと思いました。
 では、また。


00A−239


00A−240
差出人:野中 直彦
送信日:01年3月22日
件 名:RE:反原発は非国民?

 どこか ?を感じます。前にレポートした地球村の高木さん、最近は環境問題に汚染された教師が小学生をあおる姿があると聞いています。明らかに、操作的なものではないかと思います。確かにプルサマール政策でしたか?頓挫してしまっていて、電力会社がなんとかしたがっているのでしょうが。
 よくわかりません。反原発は非国民は、反原発には電力を供給しないから、ローソクの生活をしなさいとやったことがあると聞きましたが、それを法律にするとは思えません。そこまで、私たちをバカにしているんでしょうか?


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