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毎時間『化学』実験 化学IA 足柄高校 池田博明 化学TA(本校では2年時文系。週2時間)という授業を担当していたとき、毎時間実験を目ろんだ。生徒実験とは限らない。むしろ教卓演示実験である。演示実験のほとんどは普通教室に器材を持ち込んで行なった。実験室に集合させるとそれだけで時間が無駄になるからである。 |
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実験法に関するサイトは,例えば「いますぐできるわくわく化学実験」 |
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▼2001年は生徒実験も、演示実験も、実験中にノートに記録させた. | ||
月 |
授業のテーマ | 実験例 |
4月 |
元素のいろいろ | 炎色反応 [生徒実験] |
化学反応(分解、溶解、化合) | 過酸化水素の分解、亜鉛の溶解、水素と酸素の化合、気体捕集法 | |
空気の平均分子量/周期律 | アルカリ金属と水の反応(Li、Na、K)、指示薬フェノールフタレイン | |
5月 | 酸性とアルカリ性 | 葉を燃やした灰に水を加えるとアルカリ性水溶液 |
4-5月 | コンピュータ実習(5時間) | レポート作成 |
6月 | イオンと電流 | 食塩は電解質である (水に食塩を加えると電灯が点灯する) |
気体の質量 | 水素のシャボン玉は空気に浮く | |
9月 | 燃焼 | 液体アルコールと気化アルコールに点火 (燃焼と爆発) |
親水基と親油基 | 各種アルコールと水の混合 | |
10月 | 三態変化 | パラジクロルベンゼンの加熱による融解 |
炭化水素 | ||
分留 | 水とエタノールの混合液を分留で分ける | |
異性体 | モデルを作って幾何異性体と光学異性体を説明 | |
酸化反応式の作りかた | マグネシウムリボンの燃焼,銅線の酸化・還元 | |
酸化・還元は電子のやりとり | 銀鏡反応:演示実験 | |
11月 | 酸とアルカリ | |
pH | 酸・アルカリと指示薬BTBの色変化 | |
pH | 強アルカリを指に付けてみる | |
中和反応 | 濃塩酸と水酸化ナトリウムの激しい中和反応 | |
コロイド溶液 | 水ガラスのゲル化 | |
コロイドの反応(凝析と塩析) | 凝析 | |
食物の化学:糖 | ヨウ素デンプン反応 | |
12月 | 食物の化学:蛋白質 | キサントプロテイン反応,ビウレット反応 |
1月 | 天然繊維:麻と綿 | |
天然繊維:絹と羊毛 | ||
合成繊維:ナイロン | ナイロン66の合成 | |
2月 | 合成繊維:ポリエステル | |
タンパク質 | 豆腐作り | |
ポリエチレン | ポリ袋を引っ張る、ポリ袋に箸を刺す | |
3月 | 原子爆弾と原子力 | |
原子力発電 | ||
★水素と酸素の爆発
【プラスチック水槽、1000mlのペットボトルの底を切ったもの、ゴム栓、輪ゴム、スタンド
ポリ袋、アルコールランプ、二叉試験管+ゴム管付きガラス管ゴム栓 2組、
塩酸と亜鉛、過酸化水素水と二酸化マンガン】『たのしい授業』より水素と酸素の爆発実験
ペットボトルには200ml毎に目盛りをマジックで引いておく。口にゴム栓をしてポリ袋をくくりつける。
水槽に水を入れ教卓に置く。スタンドにペットボトルをセットする。
水上置換でペットボトルに水素と酸素を2:1で捕集する。
ポリ袋の方に混合気体を移す。口をしばる。
長い棒の先に袋をつけ、アルコールランプで点火。爆発する。
★アルカリ金属と水の反応
ビーカーに水を少し入れ、ろ紙を浮かせ、そのうえにアルカリ金属を切って載せる。
リチウム、ナトリウム、カリウムと反応が激しくなる。
金属量を多くするのは危険、一番前の生徒にハネ飛ぶことがあるので注意!
発生するガスも喉を痛める。
★灰はアルカリ性である
落ち葉をひろって乾燥しておく。
葉に点火し、燃えカスをビーカーで受ける。
水を加える。ろ過する。
できたろ液にフェノールフタレインを加えると赤変する。
★食塩は電解質である
1リットルのビーカーに水を入れる。電解質テスター(自作)をセットし、電極を水に差し込む。
食塩を加え、かきまぜると点灯する。
電解質テスターはコードの先に電極を付け、途中の回線にソケットをつなぎ、電灯をねじこめるもの。
★水素のシャボン玉
水素を発生させる。
ガラス管の先に石鹸液をつけて水素のシャボン玉を作る。
普通のシャボン玉は落ちるが水素のシャボン玉は浮く。
(コツはシャボン玉を大きくしないこと。シャボン玉膜は丈夫にする)
★液体アルコールと気体アルコールに点火
シャーレのアルコールに点火する。
空き缶にメタノールを一滴入れてからフタをして、温めて気化させた後に点火。爆発する。
★各種アルコールと水の混合
エタノール、プロパノール、ブタノールを試験管内で水と混合。
混ざり具合を比較する。
エタノールと加える水量を同量にしないこと(透明なのでどちらか区別できないため)
★三態変化
パラジクロルベンゼンをビーカーに砕いて入れる。
加熱する。融解する。気体の状態に点火すると燃焼する。
★分留
ビーカーに水とアルコールを同量入れる。
水は燃えないが、アルコールは燃える。
混合液は燃えないことを確認する。
丸底フラスコに混合液を入れ、ゴム栓をしておだやかに加熱する。
発生した気体をフラスコの外の試験管に誘導する。
集まった気体に点火してみると・・・燃える。アルコールだけが分留された。
★光学異性体モデル
発泡スチロールと割り箸を用意する
発泡スチロールを原子に見立てる。
割り箸を炭素の価標に見立てる。
異性体のモデルを作り、例示する。
★マグネシウム・リボンの燃焼
マグネシウム・リボンをピンセットではさみ、点火する。
灰の受け皿を用意。
★銅の酸化と還元
らせん状に巻いた銅線をアルコールランプで加熱する。酸化銅の黒を確認する。
ビーカーにホルムアルデヒド液を用意する。
ホルムアルデヒド蒸気に加熱酸化した銅線を触れさせる。銅色に戻る=酸化銅は還元された。
★銀鏡反応
あらかじめ容器をきれいに洗う。
50mlビーカーに3分の1程度の0.1モル濃度の硝酸銀水溶液。
約3モル濃度のアンモニア水を加えていっていったんできた沈殿が消えた瞬間に止める。
さらにホルムアルデヒドを一滴。
温浴する。熱が下がらないように弱火で加熱する。
★BTBの呈色反応
酸と水とアルカリを準備し、それぞれにBTB溶液を加えてみる
★強アルカリを指につける
小さなろ紙を配る。
水酸化ナトリウムの0.01モル液をピペットでろ紙につけて回る。
指をろ紙の液に付け、こすりあわせた後、水で洗うように指示する。
(指がすべすべする)
★激しい中和反応
太い耐熱試験管に濃塩酸を10ml入れる。スタンドに固定する。フェノールフタレインを加える。
水酸化ナトリウムの粒を入れていく。沸騰して中和反応が進む。
反応がおだやかになったら、ゆっくり水酸化ナトリウムを加えて、赤色が消えなくなったら、
弱い塩酸を少しだけ加えて、やや酸性にする。
ろ紙にできた塩をあけ、なめてみる。
★水ガラスのゲル化
8倍にうすめた水ガラスを試験管に取る。
フェノールフタレインを加えると弱アルカリ性なので赤くなる。
2mol/lの塩酸を少しずつ加えて、色が消える寸前でやめる。
水ガラスはゲル化した。
ゴム栓をして逆さにしても中身がこぼれない。
★ヨウ素デンプン反応
【ヨウ素ヨウ素カリウム液、アミロース・デンプン液、アミロペクチン・デンプン液】
うるち米ともち米からそれぞれ抽出したデンプン液にヨウ素ヨウ化カリウム液を加えて色を比較する。
アルコールランプで加熱すると呈色反応が消える。
★キサントプロテイン反応
卵白に水を加えて、ガーゼでろ過する。
できた卵白水溶液に濃硝酸を加えて加熱する。
(黄変する)
★ビウレット反応
★ナイロン66の合成
ヘキサメチレン
アジピン酸
メートルグラスの底のへこみを利用して界面重合をさせる。
できたナイロンは空き缶の周辺に巻き取る。
★ポリ袋を引っ張る
ポリエチレンの袋を小さく(B6版程度に)切る
横方向や縦方向に引いてみる。倍以上の長さに伸びる。
ポリエチレンの分子構造と伸びの関係を考察する。
★ポリ袋に割り箸を刺す
ポリエチレンの袋に水を入れる
外から割り箸を刺す。水はもれない
(ポリエチレンが伸びるため、穴の周囲で隙間をふさぐ)
参考文献
宮田光雄(編),化学が好きになる実験.裳華房.1990
化学教育研究会(編),授業に役立つ化学実験の工夫.大日本図書.1992
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