平成 26 年度 愛媛県総合教育センター 学力向上推進講座 【県立・理科】専門性を高める化学領域 １ 化学の有用性を実感させる実験の工夫 化学の授業を通して、その有用性について生徒に考えさせたい。今回は、身近な洗剤 を教材として研修しました。 (1)水の性質を知る －汚れを落とすために－ 水の表面張力について実感してもらった後、水の表面張力低下 作用について研修する。 (2)界面活性剤について ―水の表面張力を弱める物質― 石けんや洗剤の主成分である界面活性剤のはたらきについて検 討する。 界面活性剤の四つの性質 ①浸透作用 ②乳化作用 ③分散作用 ④再付着防止作用 これらの４つの性質が総合的にはたらき、石けんや洗剤の洗浄力が発揮されている。 (3)合成洗剤の濃度と洗浄力 洗剤の濃度と洗浄力を調べてみた。合成洗剤１ｍＬを水で薄 めて10ｍＬにしたもの（10倍に薄めたもの）を用意し、それを さらに薄め、100倍、1000倍、1万倍、10万倍、100万倍に洗剤 を薄めた。それぞれに油を２滴入れ、ゴム栓をして振ると右の ようになった。1000倍以上に薄めたとき、泡立ちについては低 下したものの、どの濃度でも乳化が観察できた。 ２ 化学実験における安価な計測器の活用 計測器を利用することで、化学実験の幅が広がり、生徒の 興味・関心や探究心を高める実験が可能になる。今回は学校現 場で利用できる比較的安価なデジタルマルチメータを利用した 化学実験について検討しました。 (1)塩化ナトリウムの融点の測定と電気伝導性 イオン結晶である塩化ナトリウムは、固体状態ではイオンが 移動できないため、電気を通さない。しかし、固体を融解して 液体状にすると（約800℃）、ナトリウムイオンや塩化物イオ ンが移動できるようになるため、電気を通すようになる。また、 その後、冷やして固体に戻ると、電気を通さなくなる。計測器 を使いながら融点も測定した。 (2)氷の表面の温度変化の測定 氷の表面の温度変化を応答性の高いＫ型熱電対で測定した。 氷の表面に食塩を加えたときの瞬間の温度変化を測定すること で、氷の表面で起こっている状態変化について考察できた。 (3)過熱水蒸気の温度変化の測定 水を熱して発生した水蒸気と湯気の違いを確認させる。 次に、水蒸気をさらに加熱して、300℃以上の「過熱水蒸 気」に変化させ、その性質を確認した。 ３ 金属樹に関する実験の工夫 (1)イオン化傾向の違いによる金属樹の成長リアルタイム観察 イオン化傾向の大小を利用して、水溶液中の金属イオンに電 子を与えることで、樹枝状の金属単体を析出させることができ る。これを金属樹といい、金属樹の形状はその金属により異な る。通常、試験管で行うことが多いが、今回は、少量の試薬を 用いて、リアルタイムに金属樹ができる様子を観察する。 【マイクロスケールでの実験例】 スライドガラスの中心に、紙やすりで磨いた銅板（約１ｍｍ ×１ｍｍ）を置き、これに6mol/L硝酸銀水溶液を３滴程度かけ、 双眼実体顕微鏡等で観察する。銅がイオン化して青色になって くるのも観察できる。 (2)金属の性質 ―金属光沢について― 金属結晶の特徴として、電気伝導性、延性、展性、金属光沢 などを学習する。ここでは、金属の光沢は何か、簡単な実験を 通して実感させる。 銀樹 スズ樹 ４ 言語活動を充実させるための実験の工夫 主に状態変化に関する実験を行い、その現象が起こる理由について、自分の言葉で説 明する活動を行いました。 (1)氷の融解について考えさせる実験 同じ質量の氷を、食塩水に浮かべたときと蒸留水に浮かべたときでは、どちらが早く 融けるか。結果と理由を説明せよ。 (2)ドライアイスの白い煙について考えさせる実験 ドライアイスを水中に入れると白い煙のようなものが発生し、下方に流れた。「白い 煙」とは何か。また、下方に流れた理由を説明せよ。 (3)水の加熱について考えさせる実験 右図のように、丸底フラスコに水を入れ、 加熱すると、最初は、水を満たしたメスシリ ンダーに気体が集まるが、水が沸騰し始める とフラスコ内では気体が発生しているにもか かわらず、メスシリンダーには気体が集まら なくなる。 この現象について考察した。 ○メスシリンダーに集まった気体の大部分は 何か。 ○丸底フラスコの底から激しく泡が出続けているのに、メスシリンダー内の気体の体積 が増加しなくなったのはなぜか。 連絡先 教科教育室
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