　ひとつ前のメール（９８Ａ－１２０）に戻る。９８Ａ－１２１９８Ａ－１２２差出人：山本　喜一送信日：９８年１１月２３日件　名：温度センサーＬＭ３５ＤＺについてこんばんは、山本です。　杉山さんの温度センサーＬＭ３５ＤＺは、感度０．０１℃とはすごいですね。しかも、写真を見ると、電池と電圧計につなぐだけで使えるようで、これなら電気音痴の私にも作れそうです。ところで、これに使う電圧計は、物理でよく使っているようなものではだめなんでしょうか？それから、この温度センサーは溶液の中に入れても使えますか？もし使えるなら、凝固点降下とか、沸点測定なんかにも使えそうですが。それから、計測範囲はどれくらいでしょうか。質問ばかりですいません。よろしくお願いします。９８Ａ－１２３差出人：送信日：９８年１１月２３日件　名：酸化銅が炎色反応しない理由　林さんの資料「ＭＯＬの会ニュース」に酸化銅が炎色反応しない話が載っていますが、酸化銅が炎色反応しないのは、融点が高いからではないでしょうか。炎色反応は、特有の光が出ている炎の部分に原子があるはずですから、物質が炎の中に飛び出していくことが条件だと思います。酸化銅（Ⅱ）の融点は１１４８℃、塩化銅（Ⅱ）は４９８℃ですから、バーナーの炎くらいの温度では塩化銅は飛び出せるが、酸化銅は固体のままだと思います。また、金属の銅そのものが炎色反応しないのも、同じ理由ではないでしょうか。　炎の中に飛び出した銅イオンは、空気中の原子や分子、ラジカルなどと反応して、それらから電子を奪い、原子状態になって炎色反応を示すのでしょうね。気体状の原子をイオンにするには、イオン化エネルギーを加えなければならない（つまりイオンの方が高エネルギー）わけですから、銅もイオンでいるよりは原子状態になったほうが安定なんだと思います。９８Ａ－１２４差出人：山本　喜一送信日：９８年１１月２４日件　名：ディーゼル排ガスの浄化触媒についてこんばんは、山本です。　四ヶ浦さんから質問があった件ですが、「化学と教育」４０、２４０（１９９２）に”自動車による大気汚染防止へのアプローチ”と題して、記述があります。その要約を送ります。　ディーゼル排ガスに三元触媒が使えないのは、酸素濃度が高いためです。三元触媒は、ＣＯをＣＯ2に、燃え残りの燃料（ＨＣ）をＨ2ＯとＣＯ2に酸化し、ＮＯはＮ2に還元するはたらきを持ちます。反応式で書けば、次のような二つの反応の触媒になるわけです。　２ＮＯ　＋　２ＣＯ　→　２ＣＯ2　＋　Ｎ2 　３ＮＯ　＋　”ＣＨ2”（ＨＣ）　→　ＣＯ2　＋　Ｈ2Ｏ　＋　３／２Ｎ2 ところが、ディーゼル排ガス中には酸素が多いため、ＣＯやＨＣはＮＯとは反応せず、Ｏ2と反応してしまうため、ＮＯxが多い排ガスになってしまいます。　ディーゼル排ガスに酸素濃度が高い理由ですが、まず、ガソリンや軽油の燃焼を次のように、化学反応式で表してみます。　ＣnＨm　＋　（n+m/4）Ｏ2 →　ｎＣＯ2　＋　ｍ／２Ｈ2Ｏ　ガソリンは軽油に比べて、ｎやｍが小さいため、燃焼させるための酸素が少なくてすみます（ｎ＋ｍ／４が１４から１５）。軽油は反対に、多量の酸素を供給しなければ（ｎ＋ｍ／４が２０から８０）、完全燃焼しません。だから、ディーゼルエンジン内の酸素濃度は、高いようです。逆に言えば、それだけ燃料が少なくてすみますので、ディーゼルは”希薄燃焼”で、燃費の節約になるとも言えます。　ディーゼルエンジンとガソリンエンジンの燃焼温度も違うと思いますが、たとえＮＯがたくさん発生しても、うまい触媒があれば、それを分解してくれるはずですから、原因はやはり排ガス酸素濃度の違いだと思います。　ディーゼル排ガスに使われ始めた触媒については、また後日送ります。今日は、この辺で。９８Ａ－１２５９８Ａ－１２６差出人：山本　喜一送信日：９８年１１月２６日件　名：ディーゼル排ガスの浄化触媒について（２）こんばんは、山本です。　四ヶ浦さんからの質問についての、続きです。ディーゼル排ガスの浄化触媒ですが、私も何らかのものを使っていると思ったんですが、調べてみましたら「今は何も使ってない」ということのようです。例えば、犬丸啓”環境触媒の発想と利用”「化学と教育」４５，５６５（１９９７）には次のような記述があります。＜引用開始＞また、ディーゼルエンジンは無触媒のガソリンエンジンよりはＮＯｘ排出量が少ないものの、近年、対策が望まれている。しかし、ディーゼル排ガスも酸素濃度が高いため触媒による浄化は実現していない。＜引用終わり＞　ただ、この論文には、近年ディーゼル排ガス浄化に効果があると思われている銅イオン交換ゼオライトというものも、紹介されています。ゼオライトというのは、分子と同じくらいの大きさの穴を持っているアルミノケイ酸塩だそうで、そのＮａ＋をＣｕ２＋で置換したものが銅イオン交換ゼオライトです。触媒する反応は、　ＮＯｘ　＋　Ｏ２　＋　炭化水素　→　Ｎ２　＋　ＣＯ２　＋　Ｈ２Ｏ三元触媒の場合は酸素が多いと、炭化水素が酸素と反応してしまい、炭化水素がＮＯｘを還元するという反応は起こりにくくなってしまうのですが、この触媒の場合は、酸素があった方がＮＯｘの分解効率がよいようです。理由は、ＮＯが酸素と反応してＮＯ２になってから炭化水素と反応するためではないかといわれています。この触媒を見つけた岩本正和（北大・触媒化学研究センター）という人は、最近、いろいろなところにこの触媒について書いていますが、「化学と教育」４６，６２８（１９９８）にも”窒素酸化物を触媒で分解する”という記事をおくっています。それによりますと、この触媒は、一部で実車、実船への搭載が始まっているようです。　銅イオン交換ゼオライトは、燃料中に硫黄分があるとすぐ劣化するらしいのですが、環境庁が軽油の硫黄分を大幅に削減するように、規制を強化することを決めた、という報道が今年の夏にありました（朝日新聞、１９９８年８月１５日）。この触媒を、多くのディーゼル車に搭載するための準備でしょうか？イオウ分削減は、ディーゼル排ガス中の浮遊粒子状物質を減らす効果もねらってのことらしいのですが。　それから、ガソリン車でもＣＯ２削減のために、最近、低燃費エンジンが開発されていますが、燃やす燃料が少ないと言うことは、排ガス中にそれだけ酸素濃度が高いと言うことで、これまた三元触媒が働かないそうです。こういう希薄燃焼方式の場合、エンジンそのものの開発とともに、それに合った触媒の開発が成功して、初めて商品になるようです。各メーカーがどんな触媒を使っているのかは分からない場合がおおいそうですが、トヨタについては”窒素酸化物の新しい接触除去技術への挑戦”と題して岩本正和さんたちが「化学」の１９９８年３月号に書いています。それによりますと、まず、希薄燃焼時にはＮＯをＮＯ２に酸化して触媒担体上に吸着させておきます。そして、時々燃料を噴射して、その時の過剰な炭化水素で、ためておいたＮＯ２をＮ２に還元するという方式をとっているそうです。触媒はアルカリ土類金属（Ｂａ）を添加した三元触媒だそうで、実用化されています。９８Ａ－１２７差出人：鈴木　久送信日：９８年１１月２７日件　名：アルケ事務局通信Ｎｏ２５アルケミストのみなさんこんにちは　事務局の鈴木です。　（中略）　きょう、馬場章吾＠しょうごさんからアルケの返信はがきが届きました。紛失していたハガキが見つかったので送ってくれたようです。律義にありがとうございました。もしよろしければ、これからでも送ってくだされば大歓迎です。９８Ａ－１２８差出人：杉山　剛英送信日：９８年１１月２７日件　名：ＬＭ３５ＤＺ　ＬＭ３５ＤＺ測定範囲は－５５度から１５０度です。センサーＩＣをエボキシで封入すれば液体にもつけられます。配線は大変簡単です。測定に針式のよくある電圧計を使うのは精度を生かせません。　でも、沸点上昇や凝固点降下ならＫ型熱伝対標準装備｛－１５０℃～１３００℃｝のデジタルマルチメーターＧＢＷ９０００｛￥３７５０｝が絶対です。ガスバーナー炎の温度と空気量の関係も測定できます。電極金属と電圧の和の関係も０．０１Ｖの精度で測定できます。詳しくは私のＨＰをご覧下さい。９８Ａ－１２９差出人：送信日：９８年１１月２８日件　名：メイトウって？　今回の資料が岐阜の高山に届いたのは１０月２１日（金）だったと思います。事務局の鈴木さんの丁寧なまとめやみなさん一言があり、とってもわかりやすく親しみのあるものでした。　ところで「メイトウ」なる会社の連絡先を教えてください。９８Ａ－１３０差出人：林　正幸送信日：９８年１１月２８日件　名：盛口さんの「近代科学の誕生・発展　そして死」に係わってこんばんは、林です。　山本さん、銅の炎色反応に関する見解をありがとう。私も「揮発性」が重要であると認識しました。それから「排ガスの浄化触媒」についての情報、私設データベースの成果ですか。　さて、アルケ通信第１号で盛口さんが、「近代科学の誕生・発展　そして死」という情熱あふれる文章を送ってきました。そのきっかけは今年６月の山形での「出前教研」ですが、佐藤さんの８月２０日付メール「２１世紀の科学の論理を近代科学の論理を見直すことから始めたい！」も同じでしょう。私も参加したかったのですが、ちょうど愛知科教協の「実験広場」と重なってしまいました。１２月２８、２９日には「安房科学塾」が企画されており、同じテーマが話題になるでしょうから、こちらは是非参加したいと考えています。　盛口さんは、「僕らはその（近代科学の）すばらしさに幻惑され、それを厳密にあと付けしたり、情熱的に語ったりする。そのことが理科教師の使命だと思ってしまった。まるで自分の手柄のように。また人類の知性の勝利のように。」と書いています。まさに私自身がそうでした。「この完璧の理論体系と観られた近代科学にもそれ自身のなかにひび割れが入り、やがて自らの整合性を否定することになる。」１９世紀後半から２０世紀初頭にかけての現代科学の台頭である。それも「また破壊されようとしている。自らの技術的発展の帰結として」。　しかしどうなんでしょうか。現代科学は近代科学の単眼から複眼に変革され、それが２０世紀末を迎えて再構築されようとしてのではないでしょか。つまりそんなに否定的ではなく、新たな部分を加えると考えたいのです。たしかに現代の科学技術は、資源の枯渇、エネルギーの浪費、地球環境の破壊などの問題を産みだしました。しかしこれらは新しい視点を提示しているとも言えます。それには「科学が万能ではない」ことも含んでいます。これに関しては私は「理科教室」１１月増刊号に、大会レポート「思考を引き出すための断片」のまとめとして次のように書きました。＜引用＞　このことを生徒にどう伝えていくのか。これは思考を引き出すことと密接に結び付いている。今、生徒は教えられた通りに考えて問題を「正解」することばかりが訓練されている。そういう中では「知識や原理」は「絶対化」する。そればかりでなく、未知の問題にいろいろな視点で切り込み、疑問を持ち、「仮説」を立て、それを解決していくことが必要である。そしてまた、学んでいることがすべて「歴史的発展の一段階」であり、「全体の一部分」であることを意識できるように授業展開することが必要である。教授の基本は、豊かな自然と、それを応用した技術を伝え、その奥にある法則性に迫っていくことである。　もちろん思考を引き出すためには、まず「分かりやすい」授業である必要がある。 ①実験を重視し、実際の物質・材料や現象に即することで、観念論に陥らないようにする。 ②教材を吟味し、生徒の認識の発展を意識して編成していく。これは生徒が自然に思考を積み重ねていく条件である。＜以上＞　これらの問題が提示しているもうひとつは、佐藤さんも８月２２日付メールで具体的に触れており、盛口さんも最後のところで書いている、「相互の連関」だと思います。この視点を授業に組み込んでいくことです。たとえば製鉄を取り上げるなら、「大気中にどれだけの二酸化炭素が放出されるのか」、「生産された鉄はどのように利用されるのか」、「そのあとさらにどうなるのか」、あるいは「鉄鉱石はどうように形成されたのか」などについても触れてみるのはどうでしょか。１年生では「物質のエネルギー」を扱いましたが、「地球上でのエネルギーの流れ」が抜けていたと反省しました。　盛口さんの文章に対する皆さんの感想を聞かせてください。ではまた。９８Ａ－１３１差出人：鈴木　久送信日：９８年１２月３日件　名：アルケ事務局通信Ｎｏ２６アルケのみなさんこんにちは　事務局の鈴木です。　12月2日やっと昨年のアルケの会費の残りを林さんから受け取り、今日やっとアルケの通帳に入金してきました。　なお、沖縄の幸地さんからのハガキを前事務局の野中さんから受け取りました。実は、だいぶ前にもらったのですが資料の中に入れることができませんでした。なお、その中にメールが書かれていたのだがどうやっても届かなーい。(~_~;) 　今回、封筒に内容を印刷して添付しました。役立ちますか？　それとももっと違うところに力を入れろ？　資料の送り方についても要望や感想があればお願いします。９８Ａ－１３２差出人：鈴木　久送信日：９８年１２月５日件　名：アルケ事務局通信Ｎｏ２７アルケミストのみなさんこんにちは　事務局の鈴木です。　昨日、沢田史郎＠しろうさんからアルケの返信はがきが届きました。資料を受け取ってからハガキが出てきたとのこと。ありがとうございます。　先日アルケのホームページを久しぶりに見てみました。盛口さんと野蘇原さんの本の紹介が出ていました。そういえば、ずっとそちらの方の書き込みがしていないなぁ(~_~;)　林さん本人には伝えたのですが、これまでのアルケの出版物も表紙写真とともに載せるといいなぁー。少しずつよろしくお願いします。９８Ａ－１３３差出人：杉山　剛英送信日：９８年１２月７日件　名：獅子座流星群　獅子座流星群の写真は私のＨＰの実験集に４枚ほどＵＰしてあります。次回のアルケ通信には会員全員に北斗七星を横切る流星とヘール・ボップ彗星の写真とをお送りしたいと思っています。　１２月１３，１４日には双子座流星群です。９時頃から見える様です。私はオリンパスＯＭ－１＋魚眼レンズ＋ＩＳＯ３２００のフィルムで撮影する予定です。　私の学校は定時制昼間部｛午前中４時間｝の課程です。化学ⅠＡを４年生で３単位教えています。実験中心の授業で現在３６時間の実験を行っています。今度はイオン化傾向の所に入ります。卒業までに電池＋αくらいというところでしょうか。生徒はよくやってくれています。９８Ａ－１３４差出人：山本　喜一送信日：９８年１２月７日件　名：水のイオン積はいくつ？こんばんは、山本です。　もうすぐ２学期も終わりですね。最近、ニフティの方で「逆さコップ」の話題が復活して、そっちにメールの精力を奪われていました。夏の合宿の時より、煮詰まってきましたので、また近いうちにまとめてみます。　ところで、水のイオン積（２５℃）なのですが、教科書には　１．０　×　１０^-14　とか　１．００　×　１０^-14 という値が載っていますが、理化学事典（第３版）には　１．２７　×　１０^-14という値が載っています。これはどうしてでしょうか？どっちが正しいのでしょうか？　何か情報のある人、教えて下さい。９８Ａ－１３５差出人：林　正幸送信日：９８年１２月１０日件　名：授業プリントの改善こんばんは、林です。　ここ１０日ほど、忙しい日が続きました。期末試験直前の生徒の授業プリントなどの点検、３種の試験問題の作成、平常点の集計（私は克明に提出・点検の記録を取っている！）、この間の授業の総括と改訂プランの作成、採点、評価、冬休みの課題づくりなどです。おそらく皆さんも同様でしょうね。　１、２年生の三学期の授業展開について、すこし考えてみました。というのは２学期間を終えて、生徒の状況、教師や職場の状況が見えてきて、自分の授業実践のための枠組みもできてきて、ある程度見通しが立つようになったからです。　今回はとくに授業プリントの改善を目指しました。これまでは、準備がぎりぎりまでずれ込むこともあって、ほとんど項目を記した程度のプリントに、もっぱら黒板を書き写させていました。しかしこれはたくさんの時間を要します。生徒の考える時間を切りつめてしまいます。そこで初心に帰って、１年生に、次のようなプリントを作ってみました。これは、次のような「いろいろな酸化と還元」という実験 ①水を吸い上げる粉　　盛口式の酸化銅の水素による還元 ②水をかけると緑の火柱　　硝酸アンモニウムと亜鉛粉末の反応 ③赤むらさき色の煙　　亜鉛粉末とヨウ素を混ぜて水をかける（近日中に私のホームページに紹介します。）をした後の授業のためのものです。ちなみに（　　）の中が書き取らせる部分です。＜引用＞　　　　　　「酸素原子のやり取り」・実験「水を吸い上げる粉」と「水をかけると緑の火柱」の内容を把握する。・酸化と還元を「酸素原子のやり取り」として理解する。Ａ　実験「水を吸い上げる粉」　黒い粉（酸化銅（Ⅱ））強熱して（水素）の入った集気びんを被せると（まっ赤に）なって（炎）をあげて燃え、水が（上昇する）。そして黒い粉は（はだ）色の（銅）になる。 ①（燃えたのは水素である。） ②（酸素は酸化銅（Ⅱ）の中のものが消費された。） ③（水素の反応した分だけ水が上昇した。）Ｂ　「酸素原子のやり取り」 ④（酸化銅（Ⅱ）が還元され、水素が酸化された。） ⑤（反応式：ＣｕＯ＋Ｈ2 ―→ Ｃｕ＋Ｈ2Ｏ） ⑥（この反応は「酸素原子のやり取り」になっている。　　ＣｕＯ ―→ Ｃｕ＋Ｏ　　Ｏ＋Ｈ2 ―→ Ｈ2Ｏ　　（＋　　ＣｕＯ＋Ｈ2 ―→ Ｃｕ＋Ｈ2Ｏ　）　その物質が、酸素原子を（失う）ことを「還元される」と言い、そして酸素原子を（得る）ことを「酸化される」と言い、全体の反応を（酸化還元反応）と呼ぶ。　見方を能動的立場に変えると、その物質が相手に酸素原子を（与える）ことを「酸化する」と言い、その物質を（酸化剤）と呼ぶ。また、その物質が相手から酸素原子を（奪う）ことを「還元する」と言い、その物質を（還元剤）と呼ぶ。　　「酸素原子のやり取り」のまとめ（酸化銅（Ⅱ））：酸素原子を失う＝還元される＝　　　　　　　　　　　〃　　与える＝酸化する＝酸化剤（水素）　　　　：酸素原子を得る＝酸化される＝　　　　　　　　　　　〃　　奪う＝還元する＝還元剤　　　　　　　　　　（「得失」と「与奪」）Ｃ　実験「水をかけると緑の火柱」　（硝酸アンモニウム）に（塩化アンモニウ）を混ぜ、（亜鉛粉末）を振りかけて、（水）をかけると（緑）色の火柱が立った。 ①（反応式：Ｚｎ＋ＮＨ4ＮＯ3 ―→ ＺｎＯ＋２Ｈ2Ｏ＋Ｎ2 　　　　　　　　硝酸アンモニウム　　酸化亜鉛　　　　　　窒素　） ②（亜鉛が酸化された。したがって硝酸アンモニウムが酸素原子を与えた。） ③（塩化アンモニウムと水は共同して、反応を促進する触媒のはたらきをした。） ④（「酸素原子のやり取り」として見ると　　ＮＨ4ＮＯ3 ―→ ２Ｈ2Ｏ＋Ｎ2 ＋Ｏ　　Ｏ＋Ｚｎ ―→ ＺｎＯ　（＋　　Ｚｎ＋ＮＨ4ＮＯ3 ―→ ＺｎＯ＋２Ｈ2Ｏ＋Ｎ2　） ⑤（酸化剤＝酸素原子を与える　は　硝酸アンモニウムである。　　還元剤＝酸素原子を奪う　　は　亜鉛　）Ｄ　考察・次の反応を酸化と還元で整理してみよ。　　２Ｍｇ＋ＣＯ2 ―→ ２ＭｇＯ＋Ｃ・酸化剤になる物質、還元剤になる物質を上げてみよ。＜以上＞　まず、学習の目標を書いてみました。穴埋め式の部分は、実験結果ならいきなり、そうでなければ説明をした後で、生徒に問いかけることにします。①、②などの部分もできるだけ考えさせてからまとめようと思います。考察は生徒に考える素材を提供するためです。　ほかに、練習問題を入れたり、もっと本格的な思考課題を与えたり、する必要もあります。　ではまた。　ひとつ先のメール（９８Ａ－１３６）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。