ＣＯ―）
そしてこの反応に酢酸を酸触媒として使う提案については後日に試してみました。エタノ
ール３.１ｍＬに無水酢酸５ｍＬを加え、これに酢酸３ｍＬを加えても温度の上昇はありま
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せんでした。そこで数分沸点近くに加熱し、冷却してから大量の水を加えても上層は分離
せず、酢酸エチルの臭いもしませんでした（やり方に問題があるのでしょうか？）。
この反応は酢酸エステル合成全般に使えるそうです。私は酢酸ｎ−ブチルも合成してみ
ましたが、さらに機会を見ていくつか試してみたいです。
なおアセトアニリドもそうでしたが、酢酸エチルの合成実験に関して交流する機会を設
けるとお互いに勉強になると感じました。
ヒートパイプ（林まさ）
今年の科教協大会で購入した、直径６ｍｍ長さ２１５ｍｍの銅製ヒートパイプと、それ
と同型の銅のパイプ。それぞれの端をつまんで熱湯に浸けると、ヒートパイプは数秒で持
てないほど熱くなる。銅のパイプは、金属の中でも熱を伝えやすいはずなのに、１分経っ
てもほとんど温度が上がらない。
このヒートパイプには減圧下で少量の水が入っている。下で加熱されて発生した水蒸気
が、上昇して上で冷却されて凝縮し、そのとき蒸発熱を放出する。そして少量の水が流れ
落ちやすいように、内壁には溝が刻まれている。一般に熱媒体には水の他に揮発性液体が
使われる。
インターネットで調べたところ、ヒートパイプは地面に突き刺して永久凍土を保存する
のに利用されている。気温が地中より下がると地中の熱を大気に放出し、気温が高いとき
は熱の移動は起こらない（熱の移動は一方向）。また毛細管を組み込むと水平でもはたら
き、コンピュータのＣＰＵの冷却などにも利用されている。
いたずらインク（船橋）
科教協大会で山本さんが報告した「いたずらインク」をつくってみた。チモールフタレ
イン０.１ｇをエタノール１００ｍＬに溶かし、１ｍｏｌ/Ｌ水酸化ナトリウム水溶液８滴
を加えて青色にする。これを白色のシャツなどにかけると、あら不思議、しばらくすると
青色が消えてしまう。チモールフタレインは指示薬であり、空気中の二酸化炭素で水溶液
が酸性化すると色が消えるのである。
授業中に寝ている生徒がいると、このインクをかけてやる。驚くが、エタノールの蒸発
熱でひんやりして気持がよいらしい。
これを応用したのり「消えいろＰＩＴ Ｎ」（とんぼ）がある。
同じ原理で赤色インクをつくってみた。１％フェノールフタレイン溶液２０ｍＬにエタ
ノール２５ｍＬと水４５ｍＬを加え、やはり１ｍｏｌ/Ｌ水酸化ナトリウム水溶液８滴を加
える。赤色になったシャツの染みがしだいに消えていく。
ＣＱ出版の「レーザー光空間通信にチャレンジ」中の「光ワイヤレスマイクを作ろう」
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の装置を製作してみた。受信側はヘッドホーンで聴く。
授業中うるさい生徒がいると、ヘッドホーンを付けさせ、他の生徒に聞こえないように
小さい声で注意をする。このように工夫するとしばらくは効果があるが、数ヶ月もすると
慣れてきて新しい方式を考え出さねばならなくなる・・・。
超音波によるドップラー効果（船橋）
前回の周波数メーターの続きです。超音波は波長が短いので、音源の速度があまり大き
くなくても精密な周波数メーターがあれば、ドップラー効果も検出しやすい。
４００００Ｈｚの超音波受信器をＨ８ＵＭＣＳに搭載した周波数メーターにつなぎ、同
じ超音波の発信器を積んだおもちゃの電車（これは２５年ほど前にＥＨＣで製作したも
の）を前後に走らせて、周波数の変化を計測すると、近づくときは周波数が増え、遠ざか
るときは減った。この電車の速度では±４０Ｈｚほどになった。ちなみに超音波は聞こえ
ないので、うなりを利用して可聴音化する変換器（バット・ディテクター）を加えると、
耳でも周波数の変化が確認できる。
音源が運動する場合の周波数の変化量Δｆは次の式で計算できる。
Δｆ ＝ ｕｆ／(Ｖ−ｕ) ≒ ｕｆ／Ｖ （ Ｖ＞＞ｕ なので）
（ｆ：元の周波数 Ｖ：音速 ｕ：音源の速度）
次に電車の発信器を止めて反射板を取り付け、４００００Ｈｚの超音波をそれに発射し
て返ってくる超音波の周波数を計測する。この場合は変化量が２倍になる。それは、反射
板を鏡と考えるとそれでできる像が音源になるので、速度が２倍になるからである。実際
の周波数の増減は±９０Ｈｚほどになった。
この後は電車の速度も計測して、ドップラー効果の関係式を検証していきたいとのこと
です。このようなことが次々にできるのは、ひとつにはＥＨＣで製作したＨ８ＵＭＣＳ、
つまりＨ８マイコンを搭載した汎用計測制御システムが、何でもできる強力装置であるた
めです。
実は前日のＥＨＣで、精密な周波数メーターを製作講習したのです（船橋さんは設計者
なので製作済みでした）。そしてＥＨＣではそのうち、超音波に関わる以上の装置を製作
する計画です。
ｐＨメーターを使う演示実験（岡田）
田中さんが設計し、船橋さんが代行製作した、パソコンに大型表示できるｐＨメーター
（これはＰＩＣマイコンを搭載したタイプ）を入手した岡田さん、いくつかの演示実験に
活用しようとしています。
（１）問題集の「酢酸を１０倍にうすめると、ｐＨはもとの値からいくら変化するか。
（Ｋａ＝２.５×１０5 ｌｏｇ５＝０.７０）」の答は
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酢酸の濃度を ｃ[ｍｏｌ/Ｌ]とすると
ＣＨ3ＣＯＯＨ ←→ ＣＨ3ＣＯＯ- ＋ Ｈ+
ほぼｃｍｏｌ [Ｈ+]ｍｏｌ [Ｈ+]ｍｏｌ（水溶液１Ｌを考える）
化学平衡の法則（質量作用の法則）から
[Ｈ+] ＝ √(ｃＫａ) （１）
したがって
ｐＨ ＝ −ｌｏｇ[Ｈ+] ＝ −０.５ｌｏｇｃＫａ
ｃ に １０-1ｃを代入すると
ｐＨ ＝ −０.５ｌｏｇ(１０-1ｃＫａ) ＝ ０.５−０.５ｌｏｇｃＫａ
つまりｐＨは０.５だけ大きくなる。
となる。
また１ｍｏｌ/Ｌ酢酸のｐＨは式（１）より
ｐＨ ＝ −０.５ｌｏｇ(１×２.５×１０5) ＝ ２.３
となる。
したがって
１ｍｏｌ/Ｌ酢酸 ｐＨ ２.３
０.１ ２.８
０.０１ ３.２
０.００１ ３.８
である。
実際に溶液を調整してｐＨを計測すると、どれもピッタリの数値になった。計算問題も
このように実際に一致することを確認すると、生徒は演習をする意味が納得できる。
（２）１ｍｏｌ/Ｌの塩酸や水酸化ナトリウム水溶液を、１０倍希釈していくとｐＨが１ず
つ変化することを、演示できる。
（３）滴定曲線も、計測に基づいてグラフを描けば実感が湧く。たとえば０.１ｍｏｌ/Ｌ
塩酸を１０倍に薄めた水溶液のｐＨは理論通り２.０であった。これをビュレットを使って
０.１ｍｏｌ/Ｌ水酸化ナトリウム水溶液で滴定する。２，４，６，８，９，９.２，９.４
・・・９.９，１０，１０.１・・・ｍＬ加えたときのｐＨを計測する。１０ｍＬを挟んで
ｐＨが大きく変化し、きれいなグラフになった。
ちなみに水酸化ナトリウムの試薬純度はかなり悪いので、事前に滴定して調整しておく
とよい。
他にも塩（炭酸水素ナトリウム、塩化アンモニウム、酢酸ナトリウムなど）の加水分解
に使おうと考えている。ちなみに生徒は塩の水溶液の液性がなかなか判らない。ひとつの
原因は、塩の化学式から元の酸と塩基を引き出せないためであろう。中和の反応式と同じ
ように、加水分解の反応式も演習するとよい。
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ＰＷＭ制御モーターによる
ベンハムのこま（田中）
マイコンのプログラムにＰＷＭ（パルス・ワイズ・モジュレーション パルス幅調節）
という手法がある。可変抵抗の電圧に応じて方形波のハイとローの時間比を変化させる。
そしてハイのときのみ電流が流れるように制御すれば、電源電圧を一定に保って電流量
（の平均値）を加減できる。発光ダイオードのように掛ける電圧を一定にする必要がある
場合には、その明るさを首尾よく加減できる。
今回はこの装置（マイコンはＰＩＣ わずかに１５０円）によってモーターの回転速度
を加減し、色々のタイプのベンハムのこまを回してみた。発色は回転速度の影響を大きく
受け、個人差もあるので、実験には有効であった。
ちなに白と黒の絵柄から、どうして有彩色が見えてくるのか、よく分かっていない。
そしてＥＨＣでは、来年５月にこれを利用した赤、緑、青色の高輝度発光ダイオードに
よる光の三原色の実験装置を製作する予定です。
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林 正幸と主万子の始めの
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