　ひとつ前のメール（９７Ａ－２７０）に戻る。９７Ａ－２７１差出人：野中　直彦送信日：９８年７８０日宛　先：鬼塚　風間　四ケ浦　杉山　鈴木　長野　橋本　林　山本件　名：福岡アルケ合宿　盛口さんから、手紙があり、合宿にはでれないとのことでした。非常に残念です。　事務局として私、野中はでかけますが、次期、事務長としてうわさされる松本さんはいかがされるのでしょうか。　他に、竹野さん四ヶ浦さん欠席などの連絡をいただきました。９７Ａ－２７２差出人：林　正幸送信日：９８年７月１１日宛　先：鬼塚　風間　四ケ浦　杉山　鈴木　長野　野中　橋本　山本件　名：説明を求める問題こんにちは、林です。　ここ２、３日は体調を崩し、夜も眠れなくてたいへん疲れていましたが、やっと連休にたどり着いて、昨夜はしっかりと眠ることができて、やっと復調しました。やはり転勤すると何かと慣れないことが多いからでしょうか。　さて今日は３年の期末試験に出した次の問題の話です。「氷が０℃で融解し、融解の間は０℃を保つ理由を、質量作用の法則を使って説明せよ。ただし加熱はゆっくりと行い、常に平衡状態にあると考えよ（強く加熱すると、融解中でも液体の水の一部が０℃を越えることがある）。」　これに対する最良の解答は次のようでした。「融解してきるとき平衡状態で　　Ｈ2Ｏ（固）　←→　Ｈ2Ｏ（液）質量作用の法則より　　［Ｈ2Ｏ（液）］／［Ｈ2Ｏ（固）］　＝　Ｋ左辺は純水の固体と液体なのでもともと一定。 ∴左辺＝右辺が成り立つのは０℃のときのみ。だから平衡状態が成立している融解しているときは０℃である。」　最後の部分で、「平衡定数は温度と共に変化するので、ある温度つまり０℃でのみ、左辺＝右辺が成り立つ」と書いてくれたら完璧だったのですが。そしてそのような表現をした生徒もいました。この問題でフルマークを付けたのは１割５分くらいでした。　実はこれは授業でも説明したことです。それもなしで上のような解答が出てきたら、本当にすごいですよね。私が言いたいのは、説明をもとめる問題を出すことの重要性です。くり返しになっていても、筋道だって論理を展開できることの意義は大きいと思います。　ではまた。９７Ａ－２７３差出人：山本　喜一送信日：９８年７月１４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：林さんの考える問題について今晩は、山本です。林さん、体の方はどうですか。もう少しで、１学期も終わりですが、無理をしないで下さい。　林さんの考える問題は、答えを理解するのに、ちょっと時間がかかりました。つまり、普通は「平衡定数は温度が変化しなければ変わらない」と教え、生徒もそう理解するのですが、その逆に「平衡定数が変化しないのだから、温度も変わってないはずだ」と考えさせるわけですよね。　そうだったら、こんな問題はどうでしょう。　　Ａ＋Ｂ　←→　Ｃ＋Ｄ　この可逆反応の平衡定数は、高温になるほど大きくなると言う。では、正反応は発熱反応か、吸熱反応か？　うーん、でもこうすると限りなく受験問題に近くなってしまいますね。やはり、林さんの問題のように、具体的な物質がでてきて、しかもそれが身近にあるものだと、重みがありますよね。　では、また。９７Ａ－２７４差出人：林　正幸送信日：９８年７月１４日宛　先：鬼塚　風間　四ケ浦　杉山　鈴木　長野　野中　橋本　山本件　名：飽和と平衡こんばんは、林です。　蒸気圧のところで、使っている化学ⅠＢの教科書の中に「気液平衡」という用語が出てきました。確かの飽和状態では平衡が成立していますが、平衡概念を教えないままに用語だけ導入するのは混乱のもとと思いました。平衡は化学的現象を理解するカギになりますが、その概念を習得するには時間が掛かります。いや、時間を掛けて教えるべきです。しかし溶解と蒸気圧は、その前に出てきます。教材の順序が悪いと言うのではありません。ものごとは、それをより深く理解する前に、その事実を学び応用するのがふつうです。　私が言いたいのは、溶液と蒸気圧の学習では「飽和」概念が有効ではないか、ということです。飽和は逆反応、つまり溶解では析出、蒸気圧では凝縮を意識せずに理解できます。これは学習の初期ではありがたいことです。液体の表面から蒸気が発生し、ある濃度で飽和になる。そのとき蒸気が示す圧力を飽和蒸気圧と言う。その温度で蒸気が飽和していないときは、つまりその蒸気圧が飽和蒸気圧に達していないときはさらに蒸発が起こる。温度が高くなると、液体の中で激しく熱運動している分子が増えるので、飽和蒸気圧は高くなる。気体（空気）はすき間がほとんどの状態なので、液体の表面からは低い温度でも蒸発が起こる。ところが液体の内部で蒸発が起こるためには、まわりの分子を押し広げる必要がある。そして液体の分子は空気の圧力（大気圧）に依って押し込められている。だから沸とうが起こるためには蒸気圧が大気圧に等しい大きさになるまで温度が高くなる必要がある。盛口さんに言わせると、「泡の子」が押しつぶされている。　こんな風に平衡概念を使わずとも、飽和で十分に説明することができる。そして溶解では皆さんが飽和概念だけで教えている。飽和と平衡を峻別し、飽和概念の価値を再認識したいと考えます。　ではまた。９７Ａ－２７５差出人：林　正幸送信日：９８年７月１４日宛　先：鬼塚　風間　四ケ浦　杉山　鈴木　長野　野中　橋本　山本件　名：熱運動と分子間力こんばんは、林です。　状態変化を説明するのに、熱運動ばかりが強調されるうらみがあります。私は次の互いに矛盾する２つの傾向が支配していると教えています。　　熱運動により分散していく　　分子間力により集合してくる前回のメールと反対の主張にも見えますが、分子間力はすでに学習しているからです。熱運動は二酸化窒素（赤茶色）と空気の混合を演示しながら説明します。そして熱運動は温度が高くなるにつれて激しくなると教えます。これに対して分子間力は温度に無関係に一定の大きさです。もちろん分子間距離がある程度以上大きくなると無視できるし、近づき過ぎると反発力になります。これで温度が状態変化にどのように影響するかがすっきりと理解できます。固体は分子間力が熱運動より優勢なのだ。気体は熱運動が相手を圧倒している。液体は２つの傾向が攻めぎ合っている。　ところで状態図（高校で教えようと言うのではありません！）は温度と圧力を座標にして描きますよね。じゃあ、圧力は状態変化にどのように影響するのでしょうか。ここで私ははたと困りました。圧力は濃度の一種で、気体の濃度が高いと蒸発より凝縮が起こりやすくなる、つまり平衡が凝縮の向きに移動するわけですから、平衡概念抜きには説明ができません。ここはあきらめて、「圧力が高くなると、たいていの物質は沸点や融点が高くなる」という事実のみをさらりと話して逃げるしかないという結論になりました。　皆さんはどのように教えていますか。９７Ａ－２７６差出人：林　正幸送信日：９８年７月１５日宛　先：鬼塚　風間　四ケ浦　杉山　鈴木　長野　野中　橋本　山本件　名：熱エネルギーと温度こんばんは、林です。　三態変化は物質のエネルギー概念を導入するいいチャンスでないかと思います。教科書には温度と吸収熱量のグラフが載せてあります。その事実は生徒も概ね承知しています。私はこれを、横軸と縦軸を反対にして、横軸を吸収する熱エネルギーに縦軸を温度にして利用したいと考えます。　熱量を熱エネルギーに置き換えても生徒にはそう違和感はなさそうです。まして今では単位がＪ（ジュール）ですからかえって話がしやすいのです。もちろん物質は電気エネルギーも光エネルギーも吸収・放出しますが、まずは熱エネルギーで導入します。　グラフが右上がりになる部分では、加熱してやると状態は変わらずに、熱エネルギーを吸収して温度が高くなっていく。分子はこのとき熱エネルギーを得て熱運動が激しさを増していく。つまり運動エネルギーが大きくなっていく（この背景にはエネルギー保存則がある）。そして温度は実は熱運動の激しさを示すものなので、「熱エネルギーを得ると温度が上昇する。」　よく「温度が高くなると熱運動が激しくなる」と言うが、本当は「温度が高いことは熱運動が激しいことを表す」のである。そして熱運動が激しくなるのは、熱エネルギーを得ることに依ってである。　ところで熱エネルギーを吸収しても温度が変わらないグラフが水平の部分がある。これは状態変化の最中である。磁石を引き放すのにエネルギーが必要であるように、分子間力で引き合う分子どうしを引き離して、固体を液体にそしてまた液体を気体に変化させるには、熱エネルギーを加えてやる必要がある。その熱エネルギーが融解熱や蒸発熱である。このとき熱運動の激しさは変化しないので、温度は一定に保たれるのだ。　分子どうしが引き離されることは位置エネルギーが大きくなることだが、私として物質の位置エネルギー概念は熱化学まで待った方がよいと思っています。　それから以上の説明には目隠しがいくつもあります。熱運動の激しさは自由度当たりのエネルギーだし、状態変化中にも運動エネルギーが増える部分もある。しかしいきなり精密な説明は無理ですよね。ほんやり理解することも、認識の重要なひとつの段階（階段）だと考えます。　皆さんの意見を聞かせてください。９７Ａ－２７７９７Ａ－２７８差出人：山本　喜一送信日：９８年７月１５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　四ヶ浦さんありがとうございます。以下は、今日私がニフティの方に送った文です。みなさんの考えを聞かせて下さい。みなさんこんにちは、山本喜一です。　昨日、「身近な現象の化学」（日本化学会編）を見ていましたら、２枚のガラス板の間に水銀をはさんだ場合は、ガラス板がくっつかないという記述（これも佐々木常孝さん）を見つけました。ここに、逆さコップを解くカギがあるのではないかと思って、今日、意を決して、水銀で逆さコップの実験してみました。　分液ロウトに水銀を入れ、長さ８ｃｍ、口径１ｃｍくらいの小さな試験管に水銀をいっぱいに入れ、薄いプラスチック板を口に当てて逆さまにし、そっとプラ板から指を離してみました。すると、プラ板がくっついたのです。やはり大気圧か、と思って試験管を元の位置に戻し、プラ板をはずしましたら、水銀の上に小さな水の粒が見えました。分液ロウトは使う前に水で洗ったので、注意したのですが、少量の水が水銀の上に乗っていたようです。「この水が、試験管の口とプラ板をくっつけていたのかも知れない」と思って、今度は、水銀の表面や試験管の口、プラ板をティッシュペーパーでよくふいて、水を除きました。そして、もう一度逆さまにしたところ、今度は、プラ板が試験管の口から落下し、水銀も漏れました。２，３度同じことをやったのですが、結果は同じでした。　「もし、もっと細いガラス管でやったら、プラ板は落ちるが水銀は落下しないはずだ」と思ったとき、逆さコップのメカニズムが見えてきました（見えてきたような気がします）。私は今まで、逆さコップの現象を表面張力と大気圧で説明しようとしていましたが、そのほかに「ぬれ」を考える必要があるのではないかと思ったのです。水銀とガラス、水銀とプラ板はぬれあわない間柄です。ですから、逆さにした場合、水銀はプラ板をくっつけておくことができずに離してしまって、この場合は、広い水銀表面がむき出しになり、水銀も落下したということだと思ったのです。　例えがよいかどうか分かりませんが、液体の表面張力は弦巻バネのようなものではないかと思います。それは両端にある物体を引きつけ合う力を持っていますから。そして、「ぬれ」は弦巻バネのフックのようなもので、相手になる物体にひっかけるものではないでしょうか。フックが相手にひっかからなければ、どんなに強いバネでも、その物体を引きつけることができないように、相手がぬれなければ、表面張力がそれを引きつけることはできないのだと思います。　それともう一つ、佐々木さんはさかんに「ふたが落ちないのは表面張力だ」と書いていて、私はそれを読んで、「ふたはその上にある水を支えているのだから、表面張力がふたも水の支えているのだ」と思いこんでいたのですが、水銀の実験をやって、ふたが落ちないことと、水が落ちないことは区別しなければならないと思いました。上に書きましたように、管が細ければふたが落ちても水銀は落ちない現象もあるでしょうから。　というわけで、今の私の結論を書きます。　水を入れたコップの場合は、水がガラスや厚紙をぬらし、それらでできたふたを引きつけることができる。そうすると、大気圧がふたや水を支える向きに働くことが可能になって、水も落ちない。いわば、表面張力とぬれは、大気圧が水とふたを下から支える条件を作っているのではないかと思います。９７Ａ－２７９差出人：林　正幸送信日：９８年７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：逆さコップの中の水は減圧にならない。こんばんは、林です。　山本さん、「逆さコップ」にこだわっていますね。水銀に関しての話ですが、もともとコップのふちとふたの間に表面張力がはたらくためには濡れ合うことが必要です。そして水銀はどちらとも濡れ合うことを拒否するので、ふたを吸い着ける力は生まれません。なおコップが細い管だとしても、水銀は落下するのではないでしょうか。　この問題を考えるポイントはコップの中の水が減圧になっているかということです。浸透圧の実験を工夫した経験からするとわずか数ｃｍの水柱でさえ、半透膜の縛り目から漏れ出さないようにするのにどんなに苦労することか。前のメールにも書いたように、コップとふたの間にはすき間があるのです。だから内部の水が減圧になることはないと思います。だからたわみやすいふたを使うと、空気がコップの中に吸い込まれて落下してしまうと考えられます。　ではまた。９７Ａ－２８０差出人：野中　直彦送信日：９８年７月１７日宛　先：鬼塚　風間　四ケ浦　杉山　鈴木　長野　橋本　林　山本件　名：科教協のナイタ－８月３日「高校化学での実験紹介」アルケミスト（参加予定者野中・山本・鬼塚・藤田）　どんな実験をやるのかおくらなければならないようです。ナイタ－の会場が旅館の広間か会議室であるため、水や火を使う実験は難しいといっていますが、それでは化学実験ではないとおもいます。　適当に「内容の要旨」については事務局から送っておきますが、もしわかれば、内容を教えてください。私（野中）は１．炎のねぎラ－メン２．ケ－プで爆発３．電池ぐらいです。９７Ａ－２８１差出人：山本　喜一送信日：９８年７月１７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（３）こんばんは、山本です。　逆さコップにつて林さんからコメントをもらいましたが、いくつかのことについて書きたいと思います。１　まず、細い管に水銀を入れた場合ですが、これは１ヶ月くらい前に実験したところ、落ちないことを確認してあります。そのときは、ガラス管ではなく、駒込ピペットの頭のゴムキャップに水銀をいっぱい入れて逆さまにしたのですが、ゴムキャップの口の部分の口径が小さいため、水銀はこぼれ落ちませんでした。明日、学校でもう一度、今度はガラス管を使って確かめてみたいと思います。２　林さんは”この問題を考えるポイントはコップの中の水が減圧になっているかということです”と書いていますが、なぜそれがポイントなのかもう少し詳しく教えてもらえないでしょうか。逆さにしたコップの底のあたりにある水は、その下にある水とふたの重力で下に引かれ、減圧されているのではないでしょうか？一方、ふたの近くにある水はその下にあるふたの重力で下に引っ張られているだけなので、コップの底のあたりにある水よりは圧力が大きいと思うのですが。３　”コップとふたの間をふさいでいるのが水の表面張力です。”という説明が前のメールにありましたが、”ふさぐ”とはどういうことを指すのでしょうか？水が水滴を作ってこぼれ落ちること、そのかわりに空気がコップ内に侵入することを、表面張力が阻止している、と考えてよいのでしょうか？４　たわみやすいふたを使った場合でも、逆さコップはできます。私は名刺を使って実験しましたが、やっているうちに、名刺が水を吸い込んでグニャグニャになるのですが、それでも水を支えられます。柔らかいふたを使うと、余分な水がたわんだところからこぼれ落ちてコップにくっつくようです。　以上、質問ばかりですいません。よろしく、お願いします。９７Ａ－２８２差出人：山本　喜一送信日：９８年７月１７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：ナイターについて野中さん、事務局の仕事、ご苦労様です。　私はナイターとしては、ザルツマン試薬を使った実験と、逆さコップをやりたいと思っています。特に火は使いません。逆さコップに水は使いますが、バケツがあれば大丈夫だと思います。　よろしくお願いします。　なお、分科会レポートの方は「新聞を使って」という題にしました。化学の授業に色々な新聞記事を持ち込んだ実践を報告したいと思います。なぜ新聞記事を持ち込んだかといえば、今年の私の授業は「化学が社会に与えている影響を考えさせる」ことですし、環境問題などでは「科学には限界がある」という認識が大切だと思いますので、新聞を使えば、そういうことにも触れられると思うからです。みなさんの考えを聞いて、勉強したいと思っています。９７Ａ－２８３差出人：鬼塚　公志送信日：９８年７月１９日宛　先：風間　四ケ浦　杉山　鈴木　長野　野中　橋本　林　山本件　名：ナイターの内容についてこんにちは、鬼塚です。　今回、私のする実験は、よくやる実験を２つやる予定です。１．「ベーキングパウダーロケット」　ベーキングパウダーを使ったフイルムケースのロケットです。　最初は、ペットボトルを考えていたのですが、ダメなようですので、飛び散らないように工夫して行います。２．「マッチでかんしゃく玉」　マッチとアルミ箔だけを使ってかんしゃく玉を作ります。　今回初めて参加しますので質問を２つほどさせて下さい。１．ナイターの時は実験だけで良いのでしょうか。内容をまとめたプリントなどを作る必要があるのでしょうか。２．何時頃にどこに集合したら良いのでしょうか。　以上よろしくお願いします。９７Ａ－２８４差出人：野中　直彦送信日：９８年７月１９日宛　先：鬼塚　風間　四ケ浦　杉山　鈴木　長野　橋本　林　山本件　名：科教協福岡大会のナイタ－むこうの事務局に下記の内容を連絡しました。科教協福岡大会のナイタ－　　　　アルケミスト(高校化学）　野中直彦　　ナイターⅡ 　　（１）ナイタ－　8月3日（ナイタ－Ⅱ）　　　　良い　　（２）準備してもらいたいもの　　　　ビニ－ルシ－ト（ぬれても困らないように）　　（３）器材や資料はどうするか　　　　自分で持参する　　（５）講座名「アルケミスト(高校化学）」　　　　内容の要旨　身近にある現象をいかに実験を通して伝えるのか。それが、理科の授業で大切なことです。アルケミストの精神は「物質のことは物質に聞きなさい」です。物質のことを教える化学では、実験が大切です。ああだ、こうだと思っているより物質に語りかければ、その答えはかえってきます。物質にこだわり、実験をすることが大好きな私たちがあなたに語り掛けます。ぜひ、見に来てください。９７Ａ－２８５差出人：野中　直彦送信日：９８年７月１９日宛　先：鬼塚　風間　四ケ浦　杉山　鈴木　長野　橋本　林　山本件　名：Ｒｅ：ナイターの内容について > １．ナイターの時は実験だけで良いのでしょうか。内容をまとめたプリントなど > を作る必要があるのでしょうか。　プリントは各自準備してください（あれば、簡単でもよい、５０部ぐらい） > ２．何時頃にどこに集合したら良いのでしょうか。　当日、現地に集合（ナイタ－Ⅱ アルケミストの会場）　本当にアバウトで申し訳ありません。　合宿のレポ－トも用意してください。（これは１０部ほででよいようです）科教協のレポ－トそのままでよいようです。　ひとつ先のメール（９７Ａ－２８６）に進む。アルケミストの会のホームページにもどる。林正幸と主万子の始めのホームページ（to our initial Home Page）にもどる。