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タブレット端末を分析装置として用いるpH簡易測定法の開発と, 学科横断授業への展開

使用平板电脑终端作为分析设备的简单pH测量方法的开发及其在跨学科课程中的应用

基本信息

批准号：
16H00311
负责人：
柴田慶之
金额：
$ 0.38万
依托单位：
National Institute of Technology, Toyama College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16H00311/
关键词：
タブレット pH簡易分析色相

项目摘要

1. 研究の背景, 目的本校では, 工学系4学科を横断して各専門における基礎的技術を習得する実験授業を1年次に開講してきた. 自身の専門と異なる分野に興味がない学生が少なからずいることが課題とされてきた. 改善策を検討する中で, 本校で開発された「スマートデバイスを用いるフッ化物イオンの簡易計測法」に着目した. 学生が慣れ親しんだタブレット端末を活用することから, 専門にかかわらず化学への興味を喚起する学生実験への展開を着想した. 分析対象は, 学生が身の回りの物事と結びつけやすいpHに変更した. 本研究では, タブレット端末を分析装置として用いるpH簡易測定法を開発した. そして, この装置を本校1年次の学生実験で試用した.2. 開発したpH簡易分析装置の概要本装置は, タブレット端末, 解析ソフト, 外光の影響を抑える試料ホルダからなる. 本装置による分析は, まず, pH指示薬により呈色した液体試料を端末のカメラで撮影する. 次いで, 撮影した標準試料の画像から色相値などの色情報を読み取って校正曲線を生成する. そして, 実試料の色相値からpH値を自動的に算出する. 試料に添加するpH広域指示薬は新規に開発し, 指示薬6種をエタノールおよび中性リン酸塩緩衝液混合溶液に溶解して調製した.3. 本装置によるpH値測定標準試料として, 種々のpHに調製した緩衝液について色相値を測定した. pH1からpH13の領域にわたって最大±pH0.05程度の正確さでpH値解析が可能であった. また, 希酢酸および重曹水を実試料としてpH値を測定する学生実験を行った. 系統誤差pH0.1程度の正確さで各試料のpH値を分析した. 学生からは「pHメーターよりも素早く簡単にpHを調べることができて凄いと思った」といった感想が寄せられた.4. 研究の成果タブレット端末を分析装置として用いるpH簡易測定法を開発し, 広範囲にわたるpH値を十分な正確さで測定した.

1. Background and purpose of the study: The Department of Engineering has four disciplines, and each discipline has a basic technology acquisition. The difference between self and subject is different. In order to improve the strategy, we have developed a simple measurement method for chemical compounds. Students are accustomed to the use of the end of the door, the door is open, the interest of the students is aroused, and the development of the students is considered. Analysis of the image, students return to the body of the matter and the end of the pH change. In this study, a simple pH determination method was developed by using an analytical apparatus. The first year students of our school will try out the device. 2. Summary of simple pH analyzer for development This device is designed to analyze the effects of external light on the sample. The device is used for analysis, pH indication, and analysis of colored liquid samples. Second, the image of the standard sample is extracted from the hue value and the color information is selected to generate the calibration curve. The hue value of the sample is automatically calculated from the pH value. The pH indicator for sample addition was developed in a new way, indicating that 6 kinds of pH indicators were dissolved in a neutral acid buffer solution. This device is used to determine the pH value of standard sample, pH value of buffer solution, and hue value of sample. pH1: pH13: Maximum ±pH0.05: pH resolution possible. The pH of the sample was determined by the pH value of the sample. The pH value of each sample is analyzed correctly for the accuracy of the system error pH0.1. The students 'thoughts were: "pH is the best way to adjust pH". The results of this study are as follows: (1) Simple pH measurement method is developed and pH value is determined accurately.