　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０４．２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　事務局：林　正幸　　ＭＯＬの会通信０４－２号　今回は伊藤、岡田、澤田、鈴木とし、豊田、林まさ、船橋、堀の８名でした。今回も新しい仲間の参加がありました。　「でんきの科学館」での「なるほどサイエンス」は今年度も依頼があり、１１月ということです。テーマは「色と遊ぼう」という案が出ました。綿火薬（船橋）　かつて入手した同朋高校の実験書に従って綿火薬をつくってみた。濃硝酸１０ｍｌと濃硫酸２０ｍｌを混ぜ、２０℃になったら脱脂綿０.５ｇを１０分ほど浸ける（冬場は１５分）。その後よく水洗いしてから乾燥する。手のひらで見事に燃焼した。　綿火薬は丁寧につくらないと出来が悪く、手のひらで燃やすと危険です。マグデブルグ半球（船橋）　前回紹介の簡易減圧ポンプを利用してマグデブルグ半球の実験道具を開発中。すこしつばのあるボウルが１００均で手に入った。これに１.５ｍｍの穴を空けて試したが、ティッシュを燃やして減圧する場合は１０回ほどで変形して駄目になる。すこし小さいボウルで、減圧ポンプ使用に限定して試してみる。なお注射器の先に取り付けるキャップはエチレンゴム製がよい。　なおこれは５月１６日（日）のＥＨＣで製作講習会を行います。希望者は連絡を！共振実験転じて（船橋）　ビールの５００ｍｌの空き缶を単独、２つつないだもの、３つつないだものを板に載せて揺すり、２つつないだもののみを倒させる。よいアイデアのつもりが、生徒たちはそれを積み上げて「クロス抜き」にしてしまった。クロスの代わりはプリント。最高は９個だった。やれやれ。表面張力（船橋）　紙の風車の羽根（３つ）の一方の側に修正液を塗って液が染み込まないようにして、他方の側にエタノールを染みこませ、銅線でつくった台を使って水に浮かべるとクルクルまわる。修正液を裏表に塗ると速くまわった。さてこの実験の実践者はその理由を表面張力としているが、エタノールが溶出する反作用ではないのか（愛知物理サークルより）。　そこでシャーレにエタノールを入れ、羽根に水を染み込ませたが、まわらない。風車が重くて沈むので、発泡スチロールを貼り付けて浮かせたが、駄目である。スチロールの板の両側にろ紙を貼って水とエタノールを染み込ませてエタノールに浮かべても動かない。　考えてみると、水がエタノールに溶けるとその部分はエタノールより比重が大きくその場で下に沈み、水面に拡がることはない。水にエタノールなら、エタノールが水に溶けて表面に拡がる可能性がある。どんな実験が結論を出すのでしょうか。　　　　　　　　　　　　　　　　　　- 1 - ヘスの法則１（林まさ、伊藤）　かつての実験を復活させた。スタートは水酸化ナトリウム４.０ｇ（ａ）五酸化二リン２.４ｇ（ｂ）、水１００ｍｌ（ｃ）である。容器はポリコップを２つ重ねると、断熱性が高くかつ内部が観察できる。これに発泡スチロールのふたをつくり、温度計を差し込む。　１コースはａをｃに加えて振り混ぜると温度が１１.０℃上昇、ここでＢＴＢを加えて塩基性を確認し、続いてｂを加えて振り混ぜると１２.０℃上昇した。合計２３.０℃の温度上昇である。２コースはｂをｃに加えて７.４℃上昇、ＢＴＢを加えると黄色になり、続いてａを加えると１６.２℃上昇、合計２３.６℃の上昇となり、かなりよく一致する。　ａもｂも薬包紙でおひねりにしておき、ａは中身を加える。溶解に少し時間がかかる。ｂは首のところで切り、中身がすこし見えるようにして投入してすぐに混ぜる。　温度上昇だけでも納得できるが、水の熱容量を使えば変化熱も求められる。　ヘスの法則はエネルギー保存の法則から当然であり、改めて確認実験をすることはないようにも思われる。しかし私の「講座プラン」の「物質とエネルギー」では、物質が持つエネルギーは状態量であり、その物質、その状態の身分証明書のようなものであるとしてスタートする。したがってそのことを確認する実験として位置づけます。　伊藤さんは水酸化ナトリウム水溶液、五酸化二リン、純粋な水をスタートにして実験してみた。ヘスの法則２（伊藤）　盛口さんらの実験を生徒実験させた。スタートはマグネシウムリボン０.２４ｇ、２ｍｏｌ/ｌ塩酸５０ｍｌ、空気中の酸素。容器は熱量計測用のスチロールカップ、温度計はサーミスタ利用のデジタル温度計（０.１℃刻み）を使用する。目指すはマグネシウムの燃焼熱である。　マグネシウムを希塩酸に溶かすと温度が２１.６℃上昇した。この反応熱は水の熱容量４.２Ｊ/ｇ・℃を使って４５４ｋＪ/ｍｏｌとなる。発生する水素はその燃焼熱２８６ｋＪ/ｍｏｌ与えて、ゴールの塩化マグネシウム水溶液（と水）までに７４０ｋＪ。他方で酸化マグネシウム０.４０ｇを希塩酸に溶かすと７.３℃上昇で、この反応熱は１５３ｋＪ/ｍｏｌとなる。したがって目的の燃焼熱は５８７ｋＪ/ｍｏｌと求められる。化学便覧の数値は６０２ｋＪ/ｍｏｌである。　水溶液の温度上昇を利用するこの種の計測は、正直なものである。メタノールの燃焼熱（林まさ）　人類は物質のエネルギーを燃焼によって熱エネルギーに転換して利用してきた。その意味でぜひ生徒にも燃焼熱の計測をさせたい。かつての菓子の缶に入れた水をアルコールランプで暖める方式では、まわりを発泡スチロールで包んでも効率が６０％を越える程度であった。これを改善したいと工夫する中で、Ｌアングルを切断したアルミ片を加熱する方式を思い付いた。　菓子の缶にアルミ片を６００ｇ（缶の熱容量も含めて）入れて温度を測ると１６.４℃であった。水１［ｌ］を準備して温度を測ると９.６℃であった。丸くつくった金網を被せて逆さにし、メタノールが入ったアルコールランプで５分ほど加熱する。缶を元にもどして水を加えて到達温度を調べると１５.０℃である。そして燃焼したメタノールは１.２３ｇ　　　　　　　　　　　　　　　　　　- 2 - である。　アルミニウムの熱容量０.８８Ｊ/ｇ・℃と水の熱容量を使って計算すると燃焼熱は５７０ｋＪ/ｍｏｌとなる。文献値は６４５ｋＪ/ｍｏｌであり、効率は８８％である。　エタノールやアセトンなどの燃焼熱も計測してみたい。チーズづくり（鈴木とし）　牛乳１カップ（１８０ｍｌ）を加熱し、沸とう前に火を止めて食酢１５ｍｌを加え、１０秒ほどおいて静かにかき混ぜる。液が透明になったら固形部分をふきんに移して、水道水でもみ洗いする。そして皿に取り出して食塩を振って混ぜると、おいしいチーズのでき上がり。クラッカーに付けて試食するとなかなかの美味であった。　実際のチーズは乳酸菌による発酵でできた乳酸で牛乳が固まるのを利用する。これはヨーグルトも同じ。プラスチックへの銅鏡反応について（澤田）　銅の薄膜は透過光が緑色になる。これに期待して今回は浅野さん（山形県立鶴岡工高）の方式で実験してみた。この背景には野曽原さんや藤田さんの研究がある。　ＰＥＴボトルを切り出した板を洗剤できれいに洗い、六一〇ハップを２、３倍にうすめた液に２分間沈める。取り出して水洗いし、０.０２％塩化パラジウム水溶液（塩酸酸性）に３０秒沈める。続いて１％ビタミンＣ（薬局で入手すると安価）水溶液に３０秒沈める。最後に０.１ｍｏｌ/ｌ硫酸銅水溶液１５ｍｌに２ｍｏｌ/ｌアンモニア水１２ｍｌを混ぜてＲＥＴの板を沈め、ビタミンＣの粉末を加えて容器のシャーレを揺する。すると１、２分で銅鏡ができて来た。　アクリル板や塩ビ板はこの方式ではうまくいかない。ビタミンＣは飽和溶液にしてもうまくいかない。さらにきれいに確実にできるようにしたい。　なお刺激臭のアンモニアを使わずに済む方式がないだろうか。そのためにはこの還元反応の条件を調査・研究する必要がある。代わりにアミノ酸というアイデアもある。　話の中で、洋金は真ちゅう（黄銅）のこと、洋銀は銅と亜鉛にニッケルを加えた合金で銀色であることを確認しました。滴定曲線（伊藤）　ユニバーサル指示薬を利用して滴定曲線を描く実験がある。どうせならｐＨメーターを使ってはどうかと実験してみた。　０.０１ｍｏｌ/ｌ塩酸２０ｍｌに、ビュレットから０.０２ｍｏｌ/ｌ水酸化ナトリウムを１ｍｌないし中和点付近では０.５ｍｌずつ加えて、その都度ｐＨを計測する。数値で出るので明快である。計器は秋月電子のデジタルｐＨメーターキット（５０００円）を製作して利用した。センサー部（オメガ社製ｐＨセンサＰＥＨ－７８６０４）のみ（３０００円）を購入することもできる。　数値が安定するのに１分ほどかかるのがややまどろこしい。そして２０ｍｌ加えてもｐＨが１０にしかならない（本来１２に近いはず）。こちらは調整の問題のようである。　安価な計器を気軽に利用するのはひとつの手法ですね。発泡スチロールの実験（豊田）　　　　　　　　　　　　　　　　　　- 3 - 　プラスチック教材として発泡スチロールを選び、はじめ東急ハンズの「カラーペレット」を使ってみたが行き詰まり、（株）ＪＳＰにサンプルを送ってもらった。　　　　http://www.co-jsp.co.jp/ それは透明な直径１ｍｍのビーズで発泡剤としてブタン、それを溶かす助剤としてシクロヘキサンを含んでいる。　まず予備発泡として沸とう水に投入すると、白色になり２分ほどで直径３ｍｍまで膨らんだ。ちなみにシクロヘキサンの沸点は８１℃で、ポリスチレンの軟化温度も７５～１００℃であるので、このあたりから発泡が始まる。このままでは弾力性がないので１日乾燥熟成する。すると水分が除かれ発泡剤と空気が入れ替わり、弾力性が生まれるようだ。これを１００均のはさみ型茶こしに詰めて、やはり沸とう水に５分ほど浸けておくと、丸く成形できる。これから成形の鋳型をつくりたい。　さらに減容処理も実験する。ハンズでリモネン９５％以上という「オレンジＸ」（１５００円）という洗剤を購入して、手のひらで発泡スチロールをすり込むと溶けてしまった。ちなみにリモネンは単環式モノテルペンで沸点が１７８℃であり、スチレンに似た構造をしている。　ついでに乳濁液のオレンジＸを試験管で加熱すると黄色透明のリモネンになった。試験管の上部には水滴が付いた。このリモネンにはスチロールが速く溶けた。　授業では発泡スチロールが・氷の融解速度から断熱性がある。・燃える。消してピンセットで引くと糸になる。などの実験も加え、・包装材、軽量コンクリート、生鮮食品の容器、インスタント食品のカップなどに利用される。・また衣類、フィルターにも利用される。・炭素と水素からできている。・金属の型に入れて成形される。またリモネンは・柑橘系の植物油であり、香料や洗剤にも利用される。・似ているからポリスチレンを溶かす。・ポリスチレンのリサイクルに利用される。などについて説明する。　　　　　　　　　　　　　　　　　　- 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。