　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０５．１２．２８～２９　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　安房科学塾　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０６．１．７～８　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　理科教育討論合宿　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　林　正幸　　「化学の世界」への誘い［１］「化学の世界」へ、どのように誘（いざな）うか。それは化学の授業をどう始めるか、ということにもつながる。現役のとき私は授業の始まりに、簡単な楽しい実験と授業のルールを投入してきた。最後の学校での実験は「水素爆弾と緑の炎」であり、前半は意外性に驚き、後半はバーナーに慣れることも含んでいた。　学校から離れた現在、もっと自由に「化学の世界」へ誘い込んで、化学への関心を高めそれを勉強してみたいという気持にさせられないだろうか。その基本精神は授業の場合と変わらない。非日常のいろいろな化学物質に出会い、化学反応の不思議に感嘆し、「なぜ」「どうして」の疑問に浸ることである。まずその体験をすること、謎解きの方は続いてゆっくりしていけばよい。　名古屋市科学館の先進科学塾（ＡＳＷ）１日コースの１２月の講師を務めることになったとき、私は上のような思いを実践する場にしてはどうかと考えた。幸い講座プラン「元素と原子の発見」ができており、その中のいくつかの実験が使えるということもあり、「元素を自分で取り出してみよう」というテーマにした。［２］選んだのは次の７種の元素である。　　金属元素　　鉛、鉄、リチウム、銀　　非金属元素　ヨウ素、水素、硫黄実験が確定していたのは、鉛、鉄、水素であった。残りのうち、とくにリチウムは２ヶ月苦労した。アルカリ金属は是非とも組み入れたいと考え、リチウムが自然発火したときは「報われた」と感じた。　始めは、銅、炭素、塩素なども候補に上げていた。そのうち銅は「銅薄層の生成とエッチング」として実験ができ上がったが、時間の都合もあり割愛した。　実験の内容は次のようであり、元素（単体）の性質を調べることも含んでいる。［ａ］鉛　黄色の酸化鉛(Ⅱ)と木炭の粉をるつぼに入れ、強熱して針金でかき混ぜ続けると、１０　　　　　　　　　　　　　　　　　　- 1 - 分ほどで小さい銀色の玉ができ始める。さらにかき混ぜるとそれが大きな水銀のような玉に成長する。まさに錬金術の世界である。　冷めたら取り出して、金床の上で金づちでたたくと、ぺらぺらになる。鉛は柔らかい金属である。［ｂ］鉄　酸化鉄(Ⅲ)とアルミニウム粉末をよく混ぜて、濡れたろ紙に入れ、マグネシウムリボンで点火すると火柱が上がり、やがて赤熱の混合物がろ紙を焼き破って水中に落下して海底火山になる。これは化学のドラマである。　生成した鉄はパチンコ玉のようにまとまり、磁石に付く。［ｃ］リチウム　塩化リチウムをエチレンカルボナートとテトラヒドロフランの混合溶媒に溶かし、クッキングペーパーに浸み込ます。これをステンレス板でサンドイッチにし、乾電池で電気分解する。　陰極のステンレス板に灰色のリチウムが広がっている。テトラヒドロフランが揮発したら、薬さじでこそげると、小さい赤い火が出て白煙が上がる。リチウムの自然発火である。続いて水を滴下すると泡立ち、フェノールフタレインで赤色になる。［ｄ］銀　８×５ｃｍに切ったＰＥＴ板の一方の保護膜をめくり、タンニン酸水溶液に浸ける。続いて塩化パラジウム水溶液に浸ける。これで前処理は完了。　とうふパックの中でアンモニア性硝酸銀水溶液と、ブドウ糖を水酸化ナトリウム水溶液に溶かしたものを混ぜて銀液をつくり、ＰＥＴ板を浸け、パックをゆっくり傾けて銀液を流し続ける。取り出して水洗いし、残った保護膜をめくると、ピカピカの鏡が現れて感動する。　銀箔の付いた保護膜と、ＰＥＴシートに貼った金箔をそれぞれシャーレに入れ、別の部分に塩酸と硝酸をかける。銀箔は硝酸には溶ける。金箔は両者を混ぜると溶ける。しかしＰＥＴシートやガラスのシャーレは平気である。［ｅ］ヨウ素　ビーカーの中でヨウ化カリウムと過マンガン酸カリウムを混ぜ、濃硫酸を加えて水の入った三角フラスコを被せ、小さな炎で加熱すると、ビーカーの下半分が気体のヨウ素で赤紫色になる。ビーカーを水で冷やしてフラスコを外すと、上半分に昇華したヨウ素の黒紫色の結晶が観察できる。　それを蒸発皿に取り出し、一部をヨウ化カリウム水溶液に入れると、溶けて赤褐色になる。かたくり粉でデンプン水溶液をつくり、できたヨウ素液を１滴加えると、青色になる。またヨウ素液に亜鉛粉末を加えて振ると、ヨウ素の色が消える。それとは別に蒸発皿のヨウ素に亜鉛粉末をかけ、水を垂らすと赤紫色の気体が発生する。　　　　　　　　　　　　　　　　　　- 2 - 　三角フラスコの底のヨウ素と、ビーカーに残ったヨウ素、過マンガン酸カリウムなどは、チオ硫酸ナトリウム水溶液で処理する。［ｆ］水素　亜鉛片に希硫酸を加えて水素を発生させ、ポリ袋に捕集する。そしてシャボン玉をつくり、上昇していくのを追いかけてチャッカマンで点火する。これは子どもに戻って楽しめる。　水素が発生している間に次の２つの実験を紹介する。 ①ポリチューブでつくった簡易ユージオメーターに、簡易ボンベから酸素と水素を体積で１：２に注入し、混合してから点火すると、水が上昇して気体の体積はゼロになる。 ②水が入ったアルミ皿の中に立てたスタンドに黒色の粉末を乗せ、バーナーで赤熱する。これに水素が入った集気びんを被せると、粉末が真っ赤に焼け、やがて水が上昇して水没する。びんを外すと褐色の固体ができており、電気を通す。黒色の粉末は酸化銅(Ⅱ)だったのだ。［ｇ］硫黄　硫化ナトリウムと亜硫酸水素ナトリウムを水に溶かし、これを滴々と塩酸に加えると黄白色に濁る。煮沸、熟成してろ過すると、黄色の硫黄が得られる。　これを燃焼さじに採り、ＢＴＢを加えた水が入った集気びんの中で燃焼させ、振り混ぜると水が緑色から黄色になる。［３］実験の意味を考えるための解説（「知識と理論」）も作成した。一応は酸化と還元を理論の軸にしたが、主眼はテキストの次の引用に係わる基礎的な知識とした。＜引用＞　元素（単体）を自分で取り出す実験を通して、物質を見る目を養ってほしい。物質は実に多様である。また化学反応を扱う技を体得してほしい。化学反応は一筋縄ではいかない。そして素朴な疑問を膨らませてほしい。これは化学を勉強していく基礎力になる。＜以上＞この引用は「化学の世界」に誘う内容を示している。　時間がありこの勉強もできればさらに充実したに違いない。生まれた疑問を出し合って話し合えたら、もっと深まったに違いない。しかし実質５時間という企画では無理であり、実験中心を選ぶことになった。［４］１２月１０日の講座には、高校生から熟年までそして各層の１５名が参加し、２人１グループで実験した。銀鏡は各自が取り組み「おみやげ」ができた。ドラフトを使う鉛と硫黄は４人１グループとした。　私の他に６名のスタッフの支えもあり、参加者は「化学の世界」を十分に楽しむことが　　　　　　　　　　　　　　　　　　- 3 - でき、次回につながったと思う。　　　　　　　　　　　　　　　　　　- 4 - 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。