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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自作動画教材
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科学ネタ
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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
皆さんへの諸連絡は「生徒への連絡」カテゴリにあります。
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通勤に使用している東武東上線のホームの電光掲示板に、数日前からちょっと物騒な注意書きが流れるようになりました。

”火薬や発煙剤などの危険物、硫酸・塩酸などの他のお客様に危害を加えるものの持ち込みはしないでください。”

といったもの。(他にももっと書かれていましたが。)

「車内への危険物の持ち込みはご遠慮ください」という注意書きはよく耳にしますが、ここまで具体的な品目が書かれたものは初めて見ましたよ。
東武線で最近なにかあったのか、テロ対策のためなのか、はたまた先日起こった事故のせいなのか・・・理由はわかりませんが、きっとなにかあったのでしょう。

てか、”硫酸・塩酸など他人に危害を加えるもの”って・・・危害とかそーゆーレベルじゃねぇ、というツッコミを入れつつ、一方で「じゃあ硝酸とか水酸化ナトリウムならいいのか?」(←もっとヤバイ)というくだらない揚げ足取りを思いついてしまった私は性格がゆがんでいると言わざるを得ない(笑)

とにかく、公共交通機関に危険物を持ち込むのはやめましょう、ということですね。当たり前のことだけど。

それでちょっと調べてみたのですが、国土交通省が「鉄道の安全利用に関する手引き」なる冊子を発行していることを知りました。
よくあるマナー啓発本ではなく、鉄道に関する法律や安全に利用するための指針などが書かれている、子ども~一般人向けの冊子です。
これ、道徳(生活?)の教材として使えるんじゃないの?とか思ったり。
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[タグ] 化学 酸と塩基
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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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ムラサキキャベツのpH指示薬 デモンストレーションを公開しました。



ムラサキキャベツpH指示薬を用いて中和滴定をすることは可能なのか? ということで、実際に試してみた動画です。デモンストレーションという扱いのため定量的な実験ではありませんが、そのぶん短時間で色が劇的に変化する様子が観察できます。­中和滴定の本番は以下の動画(解説付き)をご覧ください。
http://www.youtube.com/watch?v=RLcbmuBk0Mo
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ちょい派手 化学実験コレクション PART-1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「メタン」「マグネシウム」「ナトリウム」を使った実験です。ハイスピードカメラで捉えた、反応の瞬間映像もありますよ。
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haka.jpg

アメリカ・フロリダ州で、世界初の「エコ火葬」なる遺体処理法が商用化されたそうです。
題名だけ見ると、なんかとても良さそうな事のように感じましたが・・・。

米フロリダ州で世界初の「エコ火葬」、化学反応で遺体を灰に|ロイター

遺体を化学反応で溶かして処理し、お墓に送る・・・だと・・・。

さすが自由の国アメリカ!(違う?)
一応、解説は以下から・・・。
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TANOKAGA! Library HD ムラサキキャベツのpH指示薬を公開しました。



身近なpH指示薬として有名なムラサキキャベツ色素の色変化を、中和滴定実験の要領で、ノーカットで撮影しました。連続的な変化の様子や、色が変わるその瞬間などを高解像­度でご覧いただけます。

【対象学年】
「指示薬」など、高校で学習する用語はありますが、内容自体は中学生から理解できます。酸とアルカリ(塩基)の単元にて使用する教材ですが、眺めているだけでもキレイだと­思いますよ。

【補足解説】
動画中ではpH3からの色変化しか紹介していませんが、pH1あたりの強酸性下では更に濃い赤色を示します。
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高校化学の「酸と塩基」単元において、代表的な実験と言えば「中和滴定」でしょう。
酸性溶液と塩基性溶液を混ぜると中和反応が起こるという現象を利用して、濃度(モル濃度)不明の酸性溶液(または塩基性溶液)の濃度を、完全に中和するのに要した塩基性溶液(または酸性溶液)の体積から求める・・・といった実験です。

多くの教科書に載っている実験例では、濃度不明の酸性溶液として「市販のお酢(酢酸の水溶液)」が、濃度が分かっている塩基性溶液として「水酸化ナトリウム水溶液」が用いられています。
酢酸+水酸化ナトリウム水溶液の中和反応が定番中の定番なのですね。

滴定結果から、市販のお酢に含まれている酢酸CH3COOHのモル濃度が求められます。(食酢=酢酸 ではないことを理解しておくこと! 酢酸は食酢の中に含まれている物質のひとつにすぎない。)
加えて、そのモル濃度と、お酢の密度から、酢酸の質量パーセント濃度を求めよ、といった問題も出題されていることが多いですね。

質量パーセント濃度とは、溶液の質量に対する溶質の質量の割合をパーセントで表したもので、簡単に言ってしまうと、”溶液全体の質量 [g]”分の”溶質の質量 [g]”に100をかけることで求められます。
中学までは、「濃度と言ったら質量パーセント濃度!」というくらいメジャーな概念です。(高校からはメインはモル濃度になるんですけどね。)

酢酸のモル濃度の数値を用いて質量パーセント濃度を求めると、だいたい4%強くらいになるのではないでしょうか。(もっと酸が強い食酢も売っていますが。)
そしてこの4%という数値と、実験に使った食酢のボトルに表記してある「酸度」の数値を比較して、「お~、だいたい一致したね~」なーんて言っているのではないでしょうか?(今回の真実を知るまで、私もそうしてました。)

実はその比較、厳密には、やってはいけない比較なのです!
え? だってどっちもパーセント表記なんだし、数値もほぼ同じだから良いんじゃないの? とお思いの方も多いはず。
では、なぜ比較してはいけないのか、今回は、「パーセント」という言葉に隠された意味にスポットを当てて、中和滴定の知られざる真実を解説しましょう。

解説は以下から。
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