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97A−256
差出人:林 正幸
送信日:98年6月13日
宛 先:鬼塚 風間 四ケ浦 杉山 鈴木 長野 野中 橋本 山本
件 名:ユニバーサル指示薬を使った演示実験
こんにちは、林です。
化学Uの質量作用の法則あたりの教材でかなり困っています。ここでは塩の加水分解や、緩衝溶液も出てくるので、100mlが5000円弱のユニバーサル指示薬を購入(メルク)して、演示実験を工夫してみました。この試薬はpHが4から12の範囲で、0.5の精度で比色できる。
塩の加水分解
200mlビーカーに水(本校の水道水はほぼ中性で助かります)100mlを入れ、これに指示薬0.8ml(試薬のスポイトの標線が0.4mlになっている)を加えると黄緑色(pH7)になる。これを6つ準備して、どううなるか予想させながら、次の5つの塩を薬さじ軽く1杯加えてかき混ぜる。
塩化ナトリウム 変化なし
炭酸ナトリウム 紫色 pH10
炭酸水素ナトリウム 深緑色 pH8
塩化アンモニウム 黄色 pH6
硝酸鉛(U) 橙色 pH4
(加水分解でできる水酸化鉛(U)のために白濁する)
緩衝溶液
500mlの水に、結晶酢酸ナトリウム5.4g(0.04mol)と酢酸0.6ml(0.01mol)を溶解した酢酸・酢酸ナトリウム緩衝水溶液をつくる。
酢酸ナトリウム 0.08mol/l
酢酸 0.02mol/l
この100mlに指示薬0.8mlを加えると黄橙色をしめす(pH=5)。これ2つと、水100mlに指示薬を入れたもの2つを準備して、まず0.5mol/l硫酸を2、3滴加える。水は赤橙色に変色するが、緩衝溶液の方はほとんど変化しない。そこで酸を20滴ほと追加するが、それでも橙色になるだけである。
次に1mol/l水酸化ナトリウムを加えると、水は紫色に変色するが、緩衝溶液の方は酸の場合と同じように緩衝作用を示す。
そろそろMOLの会へ出かける時間です。ではまた。
97A−257
差出人:山本 喜一
送信日:98年6月14日
宛 先:鬼塚 風間 四ケ浦 杉山 鈴木 長野 野中 橋本 林
件 名:モル計算について
こんばんは、山本です。
6月10日付のメールで林さんが物質量の授業のようすを送ってくれましたが、やはり、どこでも、この辺の授業は苦労してるようですね。私の学校は、ほとんど全員が大学進学を希望するようなところなのですが、モル数と質量、原子数、分子数そして気体の体積の関係は、やはりなかなか理解してもらえません。盛口先生いわく、「計算問題の理解はどこの学校でもおなじだね」。盛口先生の学校は千葉県でもトップクラスの進学校なのですが、やはり計算は苦手、という生徒は多いようです。
私はこのあたりの授業はまったく天下りにして、
1モル
6×10^23個 原子量(分子量)g
と、黒板に書き、この3つはそれぞれ比例関係にあるんだと(そういうものだと)説明して練習問題を解かせています。
例えば、問題がMg12gは何モルかというものであれば、上の3つのうち、gとモルの関係から次のような比例式を作れば良いと教えます。
1モル : 23g = xモル : 12g
また、Mg12gは原子何個かという問題では、(問題文の中にgと個数と書いてあるから、上の3つの関係のうちgと個数を比例式にして)
6×10^23個 : 23g = x個 : 12g
とすれば良いと説明しています。
私とすれば、モルという原子や分子の集団のイメージが作れて、そこから、質量や個数の比例関係が自分で導けるような授業が本物だとは思っていますが、なかなか達成されません。上に書いたような授業では、モルというのは新しく導入された「単なる記号」に過ぎないような内容になっていると思いますが、1時間や2時間の授業では、モルの粒子の集団としてのイメージは作れないのではないかと思っています。
林さんのメールとはかみ合わないかもしれませんが、私のモル計算の授業を書いてみました。では。
97A−258
97A−259
差出人:林 正幸
送信日:98年6月16日
宛 先:鬼塚 風間 四ケ浦 杉山 鈴木 長野 野中 橋本 山本
件 名:「アルケケミスト草創の頃」
こんばんは、林です。
ここ数日プロバイダーの調子がおかしくて、メールを受け取ることができません(今夜はどうかなl)。たぶん、私が発信したものは届いているかとは思いますが・・・・・・。
盛口さんから表題の原稿を寄せてもらいました。実は家内がうっかり1カ月ほど持ち込んでいて、封筒の消印は5月7日になっていました。そこでさっそく入力をし、アルケミストの会のホームページに掲載しました。
そこにも書きましたが、彼の文章は表題に加えて、仲間の歴史を語っています。そしてもうひとつ、70才を過ぎてなお現役である彼の、問題意識と意気込みをも示しています。
皆さんに一度読んでもらって、感想などを交流できるとよいかと思います。ではまた。
97A−260
差出人:鬼塚 公志
送信日:98年6月17日
宛 先:風間 四ケ浦 杉山 鈴木 長野 野中 橋本 林 山本
件 名:リンゴ飴について
こんにちは、鬼塚です。
『おもしろ実験もの作り完全マニュアル』に無かったことで、私自身がしてみて、こうしたら良いのではないかというポイントを書きます。
1.水の量は関係ない。
白砂糖(三温糖)に水を加え、かき混ぜて加熱するとき、水の量は問題ではなく、水と砂糖をよくかき混ぜて加熱すると、焦げることはない。水の量が多いと加熱時間が長くなり、水の量が少ないと加熱時間が短くなる。
2.水あめを加える。
白砂糖の2割ほど水あめを加えると砂糖に戻りにくい。白砂糖だけですとアメをからめている途中で砂糖に戻ることがありますが、水あめを加えると砂糖に戻ることはほとんどありません。この方法は、リンゴ飴の職人さんに聞きました。
3.温度計を入れて、フタをしておく。
温度は160度から170度が最適ですが、実際には140度あたりからつけ始めるのがいいようです。140度まで強熱しますが、あとは弱火か、180度に加熱しているホットプレートの上でアメをつけ始めると結果がいいようです。何も入れないと、リンゴが焼けた感じがするので、出来上がりを赤くするためには食紅を加えます。食紅を加えたり、透明のフタでないと出来上がりのアメが山吹色になっているのがわかりません。また、途中で砂糖がフチについているとそれを核にして全体が砂糖に戻ることがあります。それを防ぐためにも温度計を入れてフタをしておく必要があります。
4.リンゴが一番
リンゴ以外にイチゴ、バナナ、ブドウ、ミカンなど試したが、イチゴはアメは付きますが、イチゴが焼けるし、他は水気が多いためか、すぐにアメが溶けてきます。やはりリンゴが一番良いようです。
5.砂糖に戻ったら
砂糖に戻ったら、お湯を加えて完全に全部溶かし、もう一度最初からするとよい。
6.アメをからめたら急冷する。
アメをからめたら、よけいなアメを落とし、くるくる回して、扇風機の風かウチワの風を送り急冷する。いつまでも熱いアメがからんでいるとリンゴが焼けるので、急冷する。
7.アメが机に落ちたら
すぐに、濡れた雑巾で拭き取る。そうしないと後で固まり取れなくなる。
8.持ち帰りはラップで
持ち帰るときは、ラップで包むとべたつかずによい。
9.バット(ステンレス板)は多めに用意する。
ある程度固まったらバットやステンレス板の上に離して乗せるとよい。かたい流しや机の上に直接置くとそこでかたまり取れなくなる。また、バットやステンレス板の上につめて置くと、隣同士のリンゴ飴がくっつき離すのに苦労する。
10.リンゴは10月から11月が安い
リンゴは季節的に10月末から11月が安く手に入る。アルプス乙女や姫リンゴなどは小さく経済的です。ちなみに今年はアルプス乙女が2月まで売ってありました。
以前、林さんとの個人的なメールで(昨年の3月頃)、フェーリング液を使ったテストで「べっこうあめは、ブトウ糖と砂糖の中間の結果」でした。あの後も自分なりに実験したことや、水あめを加えるとうまくいくこと、加熱の途中で砂糖に戻ることを考えると、アメはブドウ糖と砂糖の混合した状態ではないかと思われます。リンゴ飴以外にもベッコウアメ、大学いも、手作りアメなどに取り組みましたが。アメについては、取り組めば取り組むほど面白いですね。
それでは。
97A−261
差出人:林 正幸
送信日:98年6月17日
宛 先:鬼塚 風間 四ケ浦 杉山 鈴木 長野 野中 橋本 山本
件 名:物質量の導入について(その2)
こんにちは、林です。
プロバイダーがトラブルを起こしているようで、メールを送受信することも、そして今日はホームページを開くこともできなくなりました。しかし伝えたいことはあるわけで、とりあえず書いておきます。
物質量については、生徒の分らなさそうな顔つきが気になってもうひとつの問題を考えて、授業にも補足として投入してみました。
問 次の記号はそれぞれの原子1個を表すとする。
● 炭素原子(C) 原子量 12
○ 水素原子(H) 1
◎ 酸素原子(O) 16
□ 塩素原子(Cl) 35.5
(1)次の原子量や分子量を書け。
炭素原子(C) 酸素原子(O) 二酸化炭素分子(CO2) 塩化水素分子(HCl)
● ◎ ◎●◎ ○□
(2)次の4種の原子の集団や分子の集団の質量比を求めよ(整数の比にしなくてよい)。
炭素原子5個 酸素原子5個 二酸化炭素分子5個 塩化水素分子5個
● ◎ ◎●◎ ○□
● ◎ ◎●◎ ○□
● ◎ ◎●◎ ○□
● ◎ ◎●◎ ○□
● ◎ ◎●◎ ○□
(3)それぞれ原子や分子を、次に示した質量になるだけ、皿にたくさん盛ってみた。(ア)(イ)に含まれる原子の個数や、(ウ)(エ)に含まれる分子の個数の間には、どんな関係があるだろうか。
炭素原子12g 酸素原子16g 二酸化炭素分子44g 塩化水素分子36.5g
/\ /\ /\ /\
/ \ / \ / \ / \
―――――― ―――――― ―――――― ――――――
(ア) (イ) (ウ) (エ)
こちらは前よりかなり分りやすいのではないかと期待しましたが、相変わらず生徒はそれほど分った様子ではありません。生徒の頭の中がどうなっているか、何か投影装置でもないか、と思ってしまいます。
考えてみると、前回メールで送った問題が悪いわけではないでしょう。これは生徒により多く考えさせようとしています。それに比べると、ここに紹介した問題はヒントが含まれています。大切なのは、目の前の生徒の思考能力に適合した「問いかけ」を見つけることだと思います。
質問に来た生徒にきいてみると、単位のない原子量なるものが分りにくいと言います。しかし昔に使ったことがあるamu(原子質量単位)で説明してみましたが、それほど分るようになるわけでもありません。
ものを考えるのには、2つのタイプがあります。ひとつは、先生に考え方を教わってそれと同じように考えるタイプです。もうひとつは、未知の課題に自分からその解答を探し出していくタイプです。おそらく生徒は前者の、しかももっぱらパターン化された問題を正解する限りでの訓練しか受けていないのでしょう。確かに先生が考え方を教えることも大切です。しかしそれは、後者のタイプの思考を引き出すことにつなげなかったら、一種の宗教活動でしょう。
一部の生徒たちは、どんな授業を受けようと、自分から疑問を見つけてそれを解決しようと努力することを勉強の基本にしています。しかし多くの生徒に対しては、後者のタイプの思考を引き出すように、系統的にはたらきかけていくことが重要ではないでしょうか。それが決定的に不足している日本の教育こそが、この物質量の問題の根底にあるように思えてきます。皆さんはどのように考えますか。
ではまた。
97A−262
差出人:山本 喜一
送信日:98年6月18日
宛 先:鬼塚 風間 四ケ浦 杉山 鈴木 長野 野中 橋本 林
件 名:ポリカーボネートの見分け方は?
こんばんは、山本です。
千葉県の野田市では、ビスフェノールAが溶出する可能性のあるポリカーボネート製の給食用食器をすべて取りかえることになりました。そんな動きもあって、今日、うちの学校の養護の先生が「うちの学校で使っている合宿用の食器がポリカーボネートかどうか、調べられますか?」と言ってきました。「やってみましょう」と答えたものの、どうすれば良いのか思案中です。簡単に調べられる方法はないでしょうか?
とりあえず化学辞典を開いて見ましたら、ポリカーボネートの比重が1.20と出ていましたので、合宿用の食器を水に入れてみました。その結果、食器は水に沈みましたので、ポリカーボネートかもしれないな、と思っています。また、近いうちに、野田市で捨てられる給食用の食器を手に入れて、燃やしてみて、燃え方や臭いを比べてみようとも思っています。
ポリカーボネートかどうか一番確実に分かるのは、うちの学校の食器を納入した業者を調べて、そこに電話を入れることかもしれませんが、それでは化学の教師として芸がありませんので、何とか実験して確かめたいのです。何か決め手になるような方法はないものでしょうか?
97A−263
差出人:野中 直彦
送信日:98年6月21日
宛 先:鬼塚 風間 四ケ浦 杉山 鈴木 長野 橋本 林 山本
件 名:もうすぐプレアルケ
もうすぐプレアルケを送ります。
今回は、住所変更、合宿への参加の申し込みもあります。はがきにて返送ください。
前回は、大切な資料を送り忘れてすいませんでした。
みなさん、最後の資料(野中がまとめて送る)になります。たくさん、送ってください。
リンゴ飴
いろいろな資料をおくっていただきありがとうございました。
鬼塚さんのみずあめをくわえるなんていうのは貴重なアドバイスありがとうございました。ぜひ、合宿でもその資料をみせてください。
すこしの失敗はありましたが、だいたいうまくいきました。はじめはどろどろ、なかごろがちょうどよく、さいごはパリパリにないました(煮詰めていくうちに)。リンゴはおおきすぎたので、4分の1カットにしたら、好評でした。
四ケ浦さんもありがとう。あちこちとびまわって忙しそうですね。
ポリカ−ボネ−ト
山本さんからのことは私はまだよくわかりません。また、調べます。
ビスフェノ−ルAの検出ができればよいことになるのかな。フェノ−ルが2つ??
97A−264
差出人:山本 喜一
送信日:98年6月23日
宛 先:鬼塚 風間 四ケ浦 杉山 鈴木 長野 野中 橋本 林
件 名:逆さコップへのコメント
こんばんは、山本です。
今、ニフティの方では、逆さコップの話題が出ています。これは、皆さんご存知だと思いますが、コップに水を満たしてガラス板やはがでのふたをし、ふたを押さえながらコップをさかさまにしてから、そっと指を離してもふたが落ちないという実験です。これは1気圧という大気圧がふたを押しているからだという説明があるのですが、私は違うと思ってニフティに書きこみました。したが、書きこんだ文です。
わかばさん、天神さん今日は.私は、逆さコップの実験は水の表面張力が原因だと理解しているんですが、そう考えるようになった資料を探しているうちに、時間がたってしまいました.すみません.で、今日、学校でやっとその資料を探し当てましたので、お知らせします.
資料は、佐々木恒孝「さかさコップとさかさ瓶の実験」化学と教育、35,464(1987)です。それによりますと、水の入ったコップにガラス板でふたをして逆さまにしてもガラス板が落ちないのは、コップのふちとガラス板にはさまれた水の表面張力が原因だと書いてあります.理由としては、水の表面張力を使った計算でガラス板が落ちないことが証明できること、それから、次のような実験結果です.
コップに水を入れ、ガラス板でふたをした状態で、ガラス板を手で押さえながら逆さまにし、水槽の中に入れます.このとき、コップ全体を水槽に沈めるのではなく、ガラス板とコップの口のあたりだけが水の中に入るようにします.そして、ガラス板を押さえている手を離すと、ガラス板は大気圧と水圧の両方で押されているはずなのに、コップから離れて落ちてしまうのです.私も実際にやってみましたが、このとおりになりました.
また、表面張力で計算した結果を使うと、外径が1.77cmまでのガラス管は、ふたをしなくても水がこぼれないことになるそうです。それを証明するような実験もあります.外径が1.7cmくらいの試験管に水をいっぱいに入れ、それを水の入ったビーカーに逆さまに立てます.そして、その試験管をスタンドなどに垂直に固定し、静かにビーカーを下げていって、ビーカーの水面を試験管の口から離します.私も何回かの挑戦の後、この方法で、「さかさでも水が口から落ちてこない試験管」に成功しました.この実験のコツは、試験管を垂直に固定することと、少しの振動も与えないことです.
それから、コップの口に網を使った場合、網目が4つのときはその目の大きさが0.47cmまでは、水がこぼれないということが計算から得られ、これも実験結果と合うそうです.
私は今日、ふと、水以外の液体を使った場合(表面張力が違うので)どうなるかと思って、集気ビンとそのふたを使って実験してみました.ガラス製の集気ビンの中を下の各液体で満たし、ガラス製のふたをして逆さまにしてみたわけです.
その結果、メタノール、エタノール、ヘキサンは水と同じようにふたが落ちませんでした.もっと密度の大きい液体ではどうかと思って、ニトロベンゼンと四塩化炭素でやったのですが、これらでもふたは離れませんでした.では、水銀ではどうだろうと思ったのですが、後始末を考えて、やめました.
佐々木恒孝さんの計算は、J.Chem.Educ.,66,1005(1989)に出ているそうですが、私はこれを持っていませんので、どなたか、わかる方はいないでしょうか.その計算式を見れば、ニトロベンゼンや四塩化炭素でもふたが落ちないことを証明できるのではないかと思っているのですが.
97A−265
差出人:山本 喜一
送信日:98年6月24日
宛 先:鬼塚 風間 四ケ浦 杉山 鈴木 長野 野中 橋本 林 山本
件 名:ポリカーボネートを見分ける
こんばんは、山本です。
学校の合宿用の食器についてですが、今日、野田市で使っているポリカーボネートの食器が手に入りましたので、両方とも燃やして比べてみました。結果を書きます。
学校の食器
燃えにくく、バーナーの炎の中では燃焼するが、外に出すと消えてしまう。煙は、髪の毛が焦げたような臭い。また、炎の熱で柔らかくなることはない。
ポリカーボネート
真っ黒いススを出しながら燃え(ベンゼン環のせいでしょう)、バーナーの外に出しても燃え続ける。煙は、小さい頃、いたずらして真空管ラジオの裏ぶたを開けた時の臭い(かなり個人的)。また、炎の熱で柔らかくなってしまう。と、言うわけで、合宿用の食器はポリカーボネートではなく、熱硬化性樹脂のうちの何か(多分メラミン樹脂)ではないかと思いました。
97A−266
差出人:野中 直彦
送信日:98年6月29日
宛 先:鬼塚 風間 四ケ浦 杉山 鈴木 長野 橋本 林 山本
件 名:プレアルケ6月号
事務局より
同封のはがきで、住所等の変更をお知らせください。本当は、これを一番先にするべきでした。事務局としても発送は、あと1回になりました。みなさんのご協力により順調に?(送り忘れがあったので反省しています)やってまいりました。
【1】同封のはがきを返送してください
住所の確認・合宿への参加・ナイタ−への参加・近況報告など
【2】お詫び
前回、送り忘れた資料です。大変、申し訳ありません。次回、必ず送ります。
長野 勝さん
@No 151
磁力線・発泡スチロ−ルスライサ−・・・・・・
田中 晃二さん
@前略アルケミストのみなさま
A生徒の知的好奇心の向上を目指した化学の授業づくりの研究
B理科室だより
【3】今回のレポート提出期限
今回の締め切りは 7月10日です。
送り先 (省略)
部数 33部
少ないのやら、ミスがあると事務局でコピーしなければならないのでご協力ください。
不安な方は少し多めに送ってください。
【4】科教協・福岡大会のナイタ−への参加のよびかけ
8月3日 ナイタ−(アルケミストの会)
アルケミスト ナイターの募集
科教教 福岡大会でのナイターの申し込みをしました。
ナイタ−をやって下さる方、連絡ください。
【5】アルケ合宿の案内
科教協福岡大会 最終日
1998年8月4日(火)〜5日(水)
場所:泰泉閣(〒838-1521 福岡県朝倉郡杷木町)
( 0946-62-1140)
宿泊代 12.000円
【6】今のところ届いたレポートは
長野 勝さん
@No 155
鳥取 益之さん
「環境vs化学」ノ−ト
鳥取さんからのお手紙(98年6月25日)
【7】科教協 福岡大会の宿の案内
(省略)
【8】アルケe-Mailアドレス
【9】アルケミスト草創の頃
(アルケミストのホームページを参照)
【10】アルケミストの会について
1)会費(3000円)の納入
下記の郵便口座に振り込んでください。
振り込み料金は70円です。
(以下省略)
2)レポートの送付
年4回 11/5, 1/31、 5/30, 7/25
(以下省略)
4)プレ通信
レポートの提出が近くなったら、連絡します。
5)会員
現在29名で1人欠員の状態です。
会員は年1回以上のレポートを提出するか、合宿に参加する。
6)アルケミスト名簿
次回みなさんのはがきをいただいて作成します。
7)その他
要望がありましたら、何なりと申しつけください。
【11】つぶやき
ある小学校の先生から、溶解についての質問
「食塩は、水とお湯で溶け具合はどうちがうの」
「お湯の方がはやくとけるのは、いいけど、感覚的にお湯の方がたくさん溶かすとおもったけど、実際にやってみるとかわらないやけど、それでいいんやろうか」
「食塩ではお湯の差はでにくいんだけど」
「それで、ほう酸でやってみるのか」
「さらに、砂糖でやれってかいてあるんやけど」
「どうして、塩だと差がないのに、ほう酸や砂糖やと差がでるんやろう」
「うーん」
「食塩が塩化ナトリウムといって、ナトリウムという原子と塩素という原子が握手してくっついている。これを水分子の攻撃で切って、バラバラにすることが溶けるということです。バラバラになることで透明人間になってしまうために、目には見えにくくなってしまう。」
「ほう酸も水素原子とホウ素原子がくっついているが、塩のナトリウムと塩素との結合よりちょっと弱いために、水の攻撃やお湯の攻撃にも差がでてくる。」
「砂糖はまたちょっとちがう」
「水の化学式はH2O。もうちょっと言うとH−O−H。真ん中の酸素からは手が2本でている。一方水素からは手が1本出ていて、結合している。砂糖にはこのO−Hというのが1個の砂糖分子の中に5個もあるので非常に仲良くなることができる。だから、砂糖の溶け方と塩の溶け方はすこしちがう。」
「ふうーん」
「とけてみえなくなったけど、どこへいったんやろうと聞くと、ちゃんと煮詰めるとまた、でてくると答えるよ」
「透明人間も火攻めにはよわいか」
「水100gに砂糖をとかすだけ溶かすと嵩がふえる」
「そして、重さもふえることを教えていくんだけど」
「溶解ということだけで、いろんなことを教えて行くんだね。」
新しい文部省の指導要領では、理科と数学の時間・内容を減らして、ゆとりの確保にむかうようである。ますます、理科の先生は減っていく。
【12】名簿
(省略)>BR>
97A−267
差出人:山本 喜一
送信日:98年7月1日
宛 先:鬼塚 風間 四ケ浦 杉山 鈴木 長野 野中 橋本 林 山本
件 名:毛管凝縮
こんばんは、山本です。
野中さん、プレアルケ届きました。ご苦労様です。
今日は、毛管現象について面白いことが分かりましたので、メールを書きます。毛細管に入っている水は、その表面が凹型になっているため、平らな水面の水が示す蒸気圧より低くなっているそうです。これは、クラウジスの式として数式でも表されています。つまり、ビーカーのような口の広い容器に入っている水よりも、毛細管の中の水の方が蒸気圧が低いということです。
ということは、密閉した容器の中に、水の入ったビーカーと多数の毛細管を入れておきますと、ビーカーからは水が蒸発し、毛細管の中には液体の水がたまるということになります。これを毛管凝縮と呼ぶそうで、シリカゲルなどの細かい穴を持つものが乾燥剤として使える理由だそうです。そして、毛管を水が上昇し
て行く現象(毛管上昇)も毛管凝縮として説明できるようです。以上、化学大辞典(共立出版)より。
97A−268
差出人:野中 直彦
送信日:98年7月4日
宛 先:鬼塚 風間 四ケ浦 杉山 鈴木 長野 橋本 林 山本
件 名:はがき送ってね
同封のはがきを送ってください。
岡田さん、四ヶ浦さんから頂きました。両名のとも。科教協・アルケ合宿に参加できないとのことでした。他のみなさんはいかがでしょうか。私は8月2日の朝、飛騨高山を出発する予定です。宿はまだ予約していないですが、鬼塚さんから紹介してもらった「咸生閣」にしようかと思っています。また、夜行または寝台列車も使えるのかとも思っています。
97A−269
差出人:林 正幸
送信日:98年7月5日
宛 先:鬼塚 風間 四ケ浦 杉山 鈴木 長野 野中 橋本 山本
件 名:科教協福岡大会のレポート要旨
こんにちは、林です。
このところ忙しくしています。とくにプロバイダーのクラッシュは痛かったです。おかげでメーリングリストの整理が大変でした。まず届かなかったメールの再送信をお願いし、編集上の確認をし・・・・・、メールはその都度ホームページに掲載していけばさしたることはないのですが、20通くらいたまると3時間くらい掛かってしまいます。
山本さんが、「逆さコップ」について書いています。これは結局コップとふたの間にすき間があるわけですよね。それをふさいでいるのが水の表面張力です。この力が破られれば水はふたと共に下に落ちます。ちなみに、コップに目の細かい網を輪ゴムで固定すると、水そうの水を汲んで、なおかつ逆さにしてもこぼれないようにできます。それから「毛管凝縮」ですが、似たことに「粒子が小さいほど(曲率が小さいほど)溶解度が大きい」ということがありますよね。いずれも表面の影響が無視できない事例です。
野中さんが「プレアルケ通信」の中の「つぶやき」で書いている、「どうして食塩は温度が上がっても溶解度がほとんど変わらないのか」は面白い問題ですよね。これは化学平衡で考えるべきです。溶解度は、食塩と水が別にある場合と、それが電離溶解した場合との自由エネルギーの差で決まります。そして両方の場合の自由エネルギーが温度でどうように変化するかです。食塩と水が別にある場合は、相転位があるわけでなく熱容量はほぼ一定で、したがって自由エネルギーも少しずつ単純に増加します。これに対して電離溶解した場合は、水和エネルギーが温度でどんな影響を受けるかです。このあたりに対して、誰か情報はありませでしょうか。ちなみに水酸化カルシウムの溶解度は温度が上がるとすこし低下していきます。
科教協福岡大会のレポート発表に対して次のような要旨を送りました。まだほとんど考えていないのですが、レポートを作ればそのとき勉強できるというつもりです。
<引用>
「思考を引き出すための断片」
ここ7、8年来、「生徒の思考を引き出す」ことを自分の重要課題と位置づけ、「隠す実験」や「認識の階段」を提案したりしてきたが、しばらくとん挫していた。幸いこの春に転勤したこともあって、新しい模索が始まった。しかし課題は大きく、「化学平衡」「実験の意義」「物質量」など、いくつかの断片を紹介できる程度である。だからなにより分科会を、参加者から意見を聞いて私が勉強する場にしたい。
また実践の障害になっている問題も上げることができる。それからこの課題が、環境問題と係わる科学万能論とその裏返しの科学否定論を克服するのに深く結びついていることも提起したい。
<以上>
皆さんはどうですか。ではまた。
97A−270
差出人:山本 喜一
送信日:98年7月7日
宛 先:鬼塚 風間 四ケ浦 杉山 鈴木 長野 野中 橋本 林
件 名:逆さコップについて(2)
今晩は、山本です。
逆さコップについて、林さんからコメントをもらいましたが、下の文は、私がニフティに書き込んだものです。ニフティにアクセスされている人には、同じ文を読んでもらうことになってしまってすいません。
下のコメントに出てくる佐々木さんという方は、界面化学の権威者らしく、共立出版の「化学大辞典」の編集者にも名前を連ねています。また、この前書きました「毛管凝縮」の項も、佐々木さんが書いていました。権威者だから間違うはずがないとは言いませんが、この方の論文はかなりの信憑性があるのではなか、と思います。
四ヶ浦さんは大学に行ってますが、そちらで逆さコップの現象をきちんと説明できるような人はいないでしょうか。もしいたら、その方の説明を聞きたいと思っています。
>>36636/36636 YRK00355 山本喜一 RE:コップと水・リターンマッチ
>>( 5) 98/06/26 21:17 36589へのコメント
>>
>>天神さん、みなさん、こんにちは。
>>逆さコップの問題は、うちの学校の物理の先生も悩ませています。今日、
>>彼に私の36589のコメントの内容を話したのですが、私とは認識が違
>>うところがあるようです。それを書きますと、また長くなってしまいます
>>ので、逆さコップに対する彼の考えを送りたいと思います。
>>
>>(彼の考え)
>>結論としては、大気圧がガラス板と水を支え、水の表面張力がコップ内に
>>侵入する空気を阻止している。
>>(理由)
>>水を満たしたコップにガラス板でふたをし、指でガラス板を押さえながら
>>逆さまにして、指を離す。このとき、ガラス板は大気圧で下から上に向か
>>って押されている。そして、ガラス板のすぐ上の水はその大気圧と同じ圧
>>力になっているが、コップの底に近い部分の水は大気圧からコップの水の
>>水圧を差し引いた圧力になっている。そこで、コップの外の空気はコップ
>>の口とガラス板の間から、コップ内に侵入し、コップの外もコップの中も
>>同じ圧力にしようとする。しかし、コップの口とガラス板の間には水の表
>>面が存在し、その表面張力がコップに侵入する空気のバリアーとして立ち
>>はだかっている。
>>
>>いかがでしょうか。私は、彼の考えに納得する気持ちと、まだどこかおか
>>しという気持ちが半々です。
>>
>> 前に文献として紹介しました佐々木恒孝さんという方は、「コロイド・
>>界面のTextbook Error」化学と教育、37、190(1989)にも論文
>>を寄せ、次のように書いておられます。
>>『(逆さコップや、コップの口が4mmくらいの目の金網でおおわれている
>>と、逆さまにしても水がこぼれないなどの現象について)これらの諸現象
>>はしばしば"大気圧が水の流出を阻止する"と説明されているが、その誤
>>りを指摘し、"流出する際の水の表面積の増大に逆らう表面張力の作用に
>>より流出が阻止される"という説明が正しいことを、計算の結果の数値と、
>>それを確かめる実験で示したのである。』
>>
>>それから、私の友人が逆さコップの実験を「大気圧の大きさを示す実験」
>>として授業し、それをある大学の科学雑誌の教育欄に投稿したところ、「こ
>>の現象は大気圧が原因だとはいえない」として、訂正を求められたことが
>>ありました。そんな経過から、私もこれを大気圧が原因だと考えるのは、
>>間違いではないかと思うようなったのですが、天神さんのHPやうちの物理
>>の先生の話を聞いているうちに、大気圧のことを考慮すべきではないかと
>>思い始めました。しかし、私としては、佐々木恒孝さんという方が、これ
>>ほど明確に大気圧説を否定されていますので、その数式を入手して考えて
>>みたいと思っています。
>>
>>>
>>MRE ROOM:5
>>- FKYOIKUS MES( 5):【理科の部屋】授業を語り合おう!! 98/06/28 -
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