　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０４．６　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　事務局：林　正幸　　ＭＯＬの会通信０４－６号　今回は岡田、澤田、鈴木とし、林まさ、船橋、堀の６名でした。科教協札幌大会には８月１日に出発し、会としてお楽しみ広場にも出展することになりました。また１０月２、３日の科学の祭典（科学館）のテーマは「シャボン玉とシャボン膜のあそび」となりました（岡田さんは生徒とトンボ玉で定着しています）。今回はお茶の時間が３０分ほどになりましたが、私がプログラミングの面白みや哲学の課題などで時間を取ってしまいました（失礼！）。　なお私の講座プラン「物質とエネルギーの世界」は、次回に検討してもらうことになりました。また次回は、１１月２０、２１日の「なるほどサイエンス（でんきの科学館）」のテーマ「色と光であそぼう（仮題）」の具体化も必要です。半透膜の性質（岡田）　水酸化鉄(Ⅲ)のコロイドをつくって透析すると、鉄(Ⅲ)イオンも浸透して検出されてしまう。そこで、うすいデンプン溶液に６ｍｏｌ/ｌ塩酸とイソジンとメチルレッドを加えてセロハンに包んで、ビーカーの水に浸けておくと次第に赤色が着いてきて、水素イオンの浸透が観察できる。しかし指示薬の色が見やすいように濃い塩酸を使うため、デンプンが凝集しその様子がヨウ素デンプン反応ではっきり見え、コロイドが浸透しないのではなく、沈でんがろ過されることになってしまいまずい。　３つに分けてはどうでしょう。たとえば、デンプン溶液にイソジンを加えて透析すると、着色が抜け出してこない。塩酸をＢＴＢを加えた水で透析すると、緑から黄色に変色していく。同じく塩酸を透析し、硝酸銀水溶液を加えて塩化物イオンの透析を確認する。楽しい教材あれこれ（船橋）パシャッと結晶格子　手に持って素早く上下すると結晶格子が完成する。これはマジック・キューブの応用。体心立方格子や面心立方格子を８分割してつくる。作り方は「ものづくりハンドブック３」を参照。はじめたこ糸を使ったが、細いゴムひも（丸ゴム）がよい。キャッチャー・リング　「楽しい授業」５月号を参照。風呂用の３ｍｍほどのチェーンとジョイントで首飾りにして垂らす。そしてステンレスリングを滑るように落とすとあら不思議、リングがキャッチされてしまう。リングは直径１０、８、５ｃｍなどで、小さいほど難しい。２連のリングでは連結部でキャッチされてお互いに直交する。３連では・・・、これは無理でした。材料はホームセンターや東急ハンズへ。シャボン玉の合体　藤田さんのシャボン液でシャボン玉をつくり、シャボン玉を連結させると、合体して大　　　　　　　　　　　　　　　　　　- 1 - きいシャボン玉に変身する。うまくいくと数回合体させられる。やはり表面積を小さくしたいのだ。なお泡立ってしまったシャボン液はライターの炎で簡単に泡が消せる。　ちなみに大きいシャボン玉の横を吹くと親子シャボン玉になる。首振りドラゴン　「ちょこっとサイエンスブログ」に紹介されている紙工作。へこんでいる顔が片目をつぶると膨らんで見える。それだけでなく目を左右、上下に移動すると、それに合わせて首を振る。片目にして立体感を無くすると、過去の記憶がそれを補って眺める。首を振るのも、目の左や下の顔の幅が変化する（谷折りになっているため）ことによる錯覚、お見事です。サッカーボール型地球儀　宇宙開発事業団のホームページから。Ｃ₆₀ 分子と同じ６角形と５角形の立体の展開図に、世界地図と海水温を色別に示す図などが描いてある。これは白地図にすると利用価値が高まるのではないかな。割りばし磁石　割りばしを指で持ち、別の割りばしでこすっておまじないをする。これを始めの割りばしに近づけて指を離すと、パチッと吸い付けられる。タネを明かせば、始めの割りばしにホチキスで輪ゴムをとめて、それを中指に引っかけている。おもしろい。大陽炉（林まさ）　以前に２５０枚くらいの塩ビミラーをレーザーで角度を決めながら固定して製作した太陽炉は、新聞紙が炎上する威力があった。今回はもうすこし簡単に作れるものということで、等辺台形を貼り合わせることにした。　難しかったのは台形の台板に対する角度を計算することで、方程式を力づくで解くしかなかった。台形の高さを８ｃｍ、１段を１２枚、段数を３とし、１段目を半径１２ｃｍの円周に並べ、焦点の高さを２４ｃｍとした。すると　　１段目の台形　　上底　６.２ｃｍ　　下底　１０.４ｃｍ　　２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１４.２　　３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１７.８になる。そして補助として２、３段目の下底を支える。　台板は７０ｃｍ角のベニヤ板、反射面は工作用紙にアルミホイルを貼った。組み立てには布テープを使い、焦点に玉子を置くためのやぐらを針金で作った。　玉子は黒く塗る必要があり、４０～５０分でおいしいゆで玉子（「ひかり玉子」）ができる。同じ寸法でポリカーボネートミラーを使った方は、２０分でゆで玉子ができ、強すぎてときどき割れてしまう。　そしてこれを機会にビジュアル・ベーシックに取り組み、どんな条件でも寸法と断面図が出る「パラボラ」というプログラムを作成した。おかげで生徒用で１時間あまりで完成する小型タイプは簡単に設計できた。滴定曲線（林まさ）　酸と塩基の中和の「滴定曲線」のグラフを自在に描きたい。そんな思いでプログラムを　　　　　　　　　　　　　　　　　　- 2 - 作成した。関係式は弱酸を強塩基で中和する場合と強酸を弱塩基で中和する場合で異なるが、たとえば前者では滴下量と水素イオンの物質量との関係は、次のようにどちらの変数で整理しても３次となる（酸、塩基とも１価）。　ＣaＶ0－ＣbＶb ＝ＣaＶ0ｄ／(ＫaＶ0＋ＫaＶb＋ｄ)－Ｋw(Ｖ0＋Ｖb)^2／ｄ＋ｄ　　　　　　Ｃa，Ｃb：酸と塩基のモル濃度　　　　　　Ｖ0：酸（試料）の体積［ｌ］　　　　　　Ｖb：塩基の体積（滴下量）［ｌ］　　　　　　Ｋw：水のイオン積　　　　　　Ｋa：酸定数　　　　　　ｄ：水素イオンの物質量そして水素イオンの物質量と水素イオン指数（ｐＨ）の間には次の関係式が成り立つ。　　　　ｄ＝[Ｈ＋](Ｖ0＋Ｖb) ＝１０＾(－ｐＨ)×(Ｖ0＋Ｖb) まさにコンピュータの出番である。　滴定曲線はｐＨを０.０１刻みにし、それを代入した１４００個（滴下量が３０ｍｌを越えると抜け出すので、実際にはすこし小さい）の、滴下量に関する方程式を１つ１つ逐次計算で解き、それをグラフに描いていく。それでも所要時間は１秒くらいである。　ついでに、滴定前と中和点のｐＨを０.００１精度で計算して表示する。これは酸、塩基、塩の水溶液のｐＨを知るのに利用できる。　なお紹介中に発見された不具合は、その後修正しました。簡単燃料電池など（林まさ）　２枚の炭素板で、１ｍｏｌ/ｌ水酸化ナトリウム水溶液１４ｍｌを染みこませた２枚のクッキングペーパーをはさむ。手まわし発電機で２分ほど電気分解して水素と酸素を発生させる。始めに正極、負極を確認するためにメロディテスターをつなぐ。続いてソーラーモーターをつなぐと２０秒以上勢いよくまわる。くり返し実験ができる。　　負極　　２ＯＨ^- ＋Ｈ₂ ―→ ２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^- 　　正極　　４ｅ^- ＋２Ｈ₂Ｏ＋Ｏ₂ ―→ ４ＯＨ^- 　ナカムラの蒸気機関車のモデルを購入した。固形燃料で水を加熱して、蒸気（湯気）を吐きながら走行する。物質のエネルギーを仕事に換える例として分かりやすい。　太陽炉を含めて以上は、講座プラン「物質とエネルギーの世界」の教材と位置づけています。　なお他には「エントロピー考」「溶液の体積減少」などの試料も提供しました。銅色に光るしおりの製作（澤田）　前回紹介した銅鏡反応で、生徒にしおりを作らせた。ＰＥＴ板を切り、容器は５００ｍｌＰＥＴボトルを縦割りにした。付きが悪いときは銅鏡反応をくり返す（このとき一旦は前の銅が溶けてしまう）。マジックで模様を描いておくと、その部分は銅がめっきされない。片面の銅をろ紙でふき取り、ラミネートする。　残念なことに容器の方がきれいにめっきできる。ビタミンＣが大量に要る問題は解決できていない。　　　　　　　　　　　　　　　　　　- 3 - 　しおりは反射光ではあかがね色であるが、透過光では緑色になり、今年度は光の教材に利用した。　名古屋市の教育研究推進事業に今年度も応募した。総合理科Ｂでは地学を中心に教える。東海地震や東海豪雨などの自然災害に対する知識や対策の基本を教えることの重要性を、理由書に書いた。電池の転極など（鈴木とし）　長谷部さんからの質問。古いラジオの電池を取り出して、１本々々テスターで調べると、極性が逆になっているものがあった。電気が専門の人に尋ね回ったがラチが開かず、松下電池工業に問い合わせた。　これは「転極」と呼ばれ、２本以上を直列にした場合、容量が小さい（消耗している）方に起こる。グラフを示しての説明はあるものの、そうなる理由が分からない。　これは容量が小さい方が、大きい方の電池によって電気分解されるためです。前者を電解槽と見れば、正極が陰極になり、負極が陽極になっている。簡単燃料電池でもそうだが、電気分解すると電解槽は陽極が正極、陰極が負極の電池になる。　使用済みの電池と新しい電池を使えば、生徒にも体験させられる。これは電池・電気分解のよい教材になる。　ちなみに消耗した電池は暖めると再生する。これは電解質部が凝固したのが一部復活するためであり、新しい乾電池にも塩化アンモニウムが加えられるのは、凝固を妨げるためである。また昔の乾電池は、食塩水を注入して復活させることができた。　なお鈴木としさん、缶つぶしにボトル缶を使ったところ、穴あきに悩まされているとのこと。実際に試してみると、そんなことはなさそう。しっかり空気を追い出そうと長く加熱するのが劣化を招くかも。あるいはボトル缶の素性によるかも知れない。　　　　　　　　　　　　　　　　　　- 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。