ミクロスケール化学実験教材の開発

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1.高校化学のミクロスケールの実験教材の開発培養用のミクロプレートを使うミクロスケール実験を次の(1)〜(5)のテーマについて開発し,マニュアルを作成した。 (1)金属および金属イオンの性質についての実験:金属と酸の反応,イオン化傾向などの金属の性質,金属イオンと種々の試薬の反応などをさまざまな組み合せで調べる。 (2)酸,塩基および塩の性質についての実験:酸性,アルカリ性と中性,強酸と弱酸,溶液のpHなどの概念の理解に有効なマニュアルを開発した。 (3)中和滴定:中和滴定における滴定曲線の作成を通じて,そのいくつかの型,指示薬の選択について理解させる。 (4)化学平衡についての実験:酸塩基平衡,錯体の生成平衡などについて,ルシャトリエの法則を検証する。 (5)反応速度の実験:ヨウ素時計反応をさまざまな条件で実験し,速度に対する濃度,温度および触媒の影響を調べる。(1)〜(5)の実験マニュアルはいずれも実験に生徒実験あるいはクラブ活動として実施したが,その結果次のメリットがあることがわかった。(1)生徒の興味を引き,探求心育成に役立つ,(2)基本概念の理解に効果的である,(3)実験時間の短縮,また,その結果,授業時間中に実施できる内容を豊かにできる,(4)実験廃棄物を少量化しその処理に要する作業,経費が節約できる,(5)試薬と経費の節減,省資源となり,また環境問題への関心の啓発ができる,(6)安全性が増し,事故発生の防止に役立つ,(7)準備,片付けに要する労力,時間の節減,(8)手軽に簡単に実施でき,生徒実験のわずらわしさに対する教師の心理的障壁を小さくする。これらについては,本年12月に開催される1995環太平洋国際化学会議で発表することを計画している。2.大学・短大基礎教育化学実験のミクロ化(1)化学反応速度についての実験: スピロピランのフォトクロミズムを利用した反応速度の実験教材を開発した(発表:次頁の雑誌論文及び図書参照)。 (2)半定量実験: ソフトドリンク中の鉄についての実験(発表:次頁の雑誌論文参照),ミクロ中のカルシウムの実験(日本化学会第69春季年会発表予定;講演番号3F108)