TANOKAGA! ~たのしい科学~

教科書では語られない科学ネタの紹介・解説を中心とした、学生向けのブログ

このブログについて

TANOKAGA! ~たのしい科学~ へようこそ。
ここは、私が「気になった科学ネタ」「自作した動画教材」などを紹介するブログです。

教科書には詳しく載っていない事柄で、かつ授業で使えるかもしれないネタを中心に記事にしようと思います。 視聴覚素材の利用や、わかりやすい解説で、中学生や高校生が理解できる記事を書いていきたいです。
もちろん、科学に興味を持った大学生以上の方も大歓迎です。 ただ、その道の専門を学んでいる方にとっては、簡単ゆえに物足りないかも知れません。

記事に誤字脱字・間違い・意見等がありましたらコメントまたはメール(下の方にある送信フォームをご利用ください)をお寄せください。できるだけ早く対応します。
また、管理人の職業柄、すべてのコメントは承認制となっております。ご了承ください。


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  • リテラシー・・・たくさんの情報の中からウソを見抜くスキル、それがリテラシー能力です。広く知られている情報が真実とは限りません。筋道立てて考えれば異なった真実が見えてくることがあります。
  • 科学と軍事・・・人類の歴史は科学の歴史、そして戦争の歴史でもあります。戦争によって多くの科学は発展してきました。戦争を理解することで、科学の理解を目指すのがこのコンテンツ。敬遠しがちな人も、現実に目を向けてみてはいかが。

生徒諸君へ
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地下鉄車内で缶破裂:洗剤散り乗客14人けが…丸ノ内線|毎日新聞

10月20日に発生した地下鉄車内でのアルミ缶破裂事故。
原因について正式な発表はまだですが、アルミニウムと強アルカリの化学反応によるものである可能性が強まっています。

事故を起こした女性の証言によると、「コーヒーの空き缶(アルミ製)の中に業務用洗剤を入れて、フタで密閉していた」とのこと。

アルミニウムは両性元素で、簡単に言うと酸にもアルカリにも溶ける性質があります。普通、「金属は酸に溶ける」と言いますが、一部の金属はアルカリにも溶けるわけです。
一方で、業務用洗剤の主成分は強アルカリ性の溶液です。水酸化ナトリウムとか水酸化カリウムとか。強アルカリ性の溶液はタンパク質を溶かすので、配水管の汚れ等に効き目があるわけです。

つまり、アルミ缶の中に強アルカリ性溶液を入れると、化学反応を起こしてアルミ缶が溶けていくわけですね。
アルミニウムと水酸化ナトリウムを反応させたときの化学反応式を見てみましょう。

2 Al + 2 NaOH + 6 H2O → 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2

Na[Al(OH)4]はテトラヒドロキソアルミン酸ナトリウムという物質です。それと同時に水素が発生することが分かります。
洗剤が入れられたアルミ缶は密閉されていたわけですから、発生した水素は缶の中に充満して内圧を高めます。そして缶の強度がそれに耐えきれなくなった瞬間に破裂した、と考えるのが可能性としては最も高いでしょう。

実際に、アルミニウムと水酸化ナトリウムが反応する様子の動画がありました。



では、強アルカリ性の溶液はどのような容器に保存すればいいのか?
など、続きは以下から。
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東日本大震災での津波によって多くの家屋が破壊され、そのがれきの処理が問題となっています。
発生したがれきの量もさることながら、福島県に近い地点のがれきについては放射性物質についての不安もあるでしょう。
被災地のがれきを受け入れて処理をする自治体の多くは、持ち込まれるがれきの放射線量を測定するなどして近隣住民の不安を解消しようとしています。

最近は落ち着いてきましたが、被災地の”あらゆるもの”に過激なまでの拒否反応を示す人も少なからずいました。放射性物質は人間に害をなすものですから、恐れて、それを拒否する姿勢はもっともではあるのですが、行きすぎた拒否反応は「差別」を生み出します。
正しい科学的知識をもって、どこまでが危険か、どこまでが安全かを判断していくべきでしょう。

まれに、公的機関等が住民への不安解消のため「放射性物質は含まれていません」という表現を使うことがあります。この記事では、このフレーズは正確には間違いであるということを解説していきます。
しかし、公的機関がこのような不正確な表現をしなければいけないということは、放射線についての正しい知識がいまだ国民全体に広まっていないことの証明でもあるように感じます。

誰が悪いのか、誰に責任があるのか、という話ではなく、淡々と解説していきます。
続きは以下から。
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国立科学博物館にて、「元素のふしぎ」という特別展が開催されています。
今回はこの元素のふしぎ展に行ってきましたので、展示の概要紹介と、一人の理科教師としての感想を書いていきたいと思います。ちょっと厳しめのツッコミもしてみようかと・・・。

あと、はじめに言っておきますが、基本的に国立科学博物館で開催される特別展は1フロアしか使用しないため、規模としては小さいです。今回のこれも、過去の特別展と同様にボリュームは少なめです。しかしこの狭い空間でいかに多くのことを伝えるかということで、企画者の腕が試されているような、そんな気がいつもしています。

さて、科学(化学)を語る上で元素は切っても切れない関係です。この宇宙は全て元素でできている、と言うと言葉の意味としては不正確ですが、まあそれくらい元素は全ての源であるわけです。
そういうこともあり、元素に関連した展示会や学習教材は数え切れないほどあります。この夏は科博以外でも元素に関する展示会が開催されているはずですし、書店に行けば元素や周期表についてのたくさんの書籍を目にすることができます。
そしてその多くは、全ての元素の説明と、その元素の用途について例を挙げて紹介しているものがほとんどのように感じます。つまり、元素を身近に感じて興味を持ってもらうための手法としては、それが古くから確立された最適解である、と私には思えてくるのです。(否定しているわけではありません。)

今回の「元素のふしぎ」も、それらと同じように、全元素の説明とその用途に注目した展示会と言えました。

展示概要と感想は以下から。
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理科実験、特に化学実験は常に危険と隣り合わせです。教員自身の安全だけでなく、生徒全員の安全にも配慮しなければならないので、実験計画や準備には気を抜くわけにはいきません。(それでもたまに失敗してしまいます。幸い生徒を巻き込んだことがないのが救い・・・。)

化学実験で起こる事故の種類はたくさんありますが、その中でもしばしば発生する、”定番の事故”というものがあるそうです。
なんでもそれは、「水素の爆発事故」なんだそう。

今年の3月にも、その水素爆発事故が広島県の中学校で起こってしまいました。

理科の実験中にフラスコ爆発 中学生4人軽傷|スポーツニッポン

水素の燃焼(爆発)実験は小学校でもやるような定番中の定番実験。それのどこに落とし穴が潜んでいるのでしょうか。
それは、水素の特徴的な性質がカギとなってくるのです。

解説は以下から。
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宇宙のすべての物質は原子から作られており、その原子にはたくさんの種類があります。原子の種類のことを「元素」と言います。

元素は、自然界に存在するもので90種類ほど、我々人類が人工的に作り出した物も含めると112種類が確認されており、それらはとあるルールに従って分類されています。
元素を規則正しく並べた表を「周期表」と言います。誰しも学校で必ず勉強しているでしょう。水素は原子番号1番、炭素は6番・・・といった具合で、112番がコペルニシウムという元素です。
元素は、英語で言うところのアルファベットのようなもの! 元素を分からずして科学を理解することは不可能なのです!

さて、元素は超巨大な装置「加速器」を用いることで人工的に作り出すことが可能です。
新しく生み出された新元素は、名前を与えられ、周期表に組み入れられます。

そして今年、10年ほど前にはじめて生み出された114番元素と116番元素の名称が決まりました。
10年も前に作られた元素の名称が、何で今更決まるの? と疑問に思う方、ぜひ続きを読んでください。
解説は以下から。
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岐阜県にあるマグネシウム加工会社倉庫で火災が起き、保管してあった大量のマグネシウムが長時間にわたって燃え続けるという事故が発生しました。

マグネシウム倉庫で火災、放水危険で消火難航|読売新聞

金属であるマグネシウムは、軽くて丈夫な合金(複数種類の金属を混ぜたもの)の原材料などとして重宝されていますが、ひとたび火災を起こすと、消火しにくい、危険な物質としても有名なのです。

以前、私が制作した以下の動画でも簡単な解説をしていますが、

今回はさらに、マグネシウムの危険性とその消火方法についてじっくり解説していきます。

マグネシウム火災のどこが危険なのか? そしてその驚くべき消火方法とは?
解説は以下から。
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ちょい派手 化学実験コレクション PART-5を公開しました。



学校でできる、燃焼系・爆発系 化学実験を紹介します。今回はニトロセルロースの製造と燃焼試験に挑戦。とても身近なあるモノを材料に、とても危険な物質を作ります。今回の実験は、安全な工程は一つもないくらい危険。なるべくマネしないでね。もちろん、ハイスピードカメラによる映像もありますよ。
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