身の周りの化学 - 物質 光 色 化学反応 - キーワード物質, 生活, 有機化学, 色, 光, エネルギー, 分子構造, 実験 理工学部共創理工学科応用化学コース准教授守山雅也 ( もりやままさや ) 身の周りにあるものはすべて物質です. 生活にはさまざまな物質が関係しています. 私たち人間をはじめ, 自然にあるものもつきつめれば物質 ( 分子 ) でできています. また, いつも目にしている身の回りの現象も物質について知ることで, もっとよく理解できることが多いと思います. そこで, 理科, 特に化学の視点から, 光エネルギーや色が関係する身の周り 生活の中の物質や現象に関して解説します. 身の周りの物質 ( 特に有機化合物 ) の働き. 光エネルギーの話. 物質と光の関わり. 色の見え方や 光る ってどういうことか. 光が起こす化学反応. 光や色, 化学反応に関する簡単な実験. 小学生低学年から高校生まで, それぞれの世代のレベルに応じて, 理科 科学 ( 化学 ) に興味を持ってもらえるように, 講義いたします. 形態講義 + 簡単な実験 ( 時間, 人数, 場所により変更可 ) 60 分 ~120 分 ( 内容により調整可 ) 通常 10~40 人 ( 内容, 授業形態によりさらに少人数から大人数まで対応可 ) 関係のある学校教科生活, 理科, 化学 対象者小学生, 中学生, 高校生 ( 対象に応じて内容の難易度を調整 ) 実施校で準備して欲しい物 :( 必須 ) プロジェクター, スクリーン, レーザーポインター, 暗くできる部屋 ( 暗幕, 黒いカーテンのある部屋 ) ( 可能な範囲で ) リモコン, 顕微鏡, 消印つき使用済み封筒, お札 ( 外国のものも可 ), パスポート 実施にあたっての特記事項 : 35
リチウムの話 キーワードリチウム, 還元, リチウム二次電池, エレクトロクロミック 理工学部共創理工学科応用化学コース氏名 ( 津村朋樹 ) 最も原子番号が小さく, 最も陽性な元素リチウムについて, その単体金属の特徴の解説を行い, 水との反応による還元力の強さの確認, 黒鉛との反応 ( リチウム黒鉛層間化合物 ) を利用したリチウム二次電池への応用, 金属酸化物との反応を利用したエレクトロクロミック現象への応用などの演示実験を行う. 形態パワーポイントによる解説と演示実験 60 分 50 名以下 その他, 要望水との反応以外の演示実験準備に時間がかかるため, 演示実験ができない場合があるため, 事前にご確認ください. 関係のある学校教科化学 対象者化学で電気陰性度, 電気分解, 電池を学習している学年 時期が好ましい. 実施校で準備して欲しい物 : 電源 (100V),PC を使用するのでスライドプロジェクター希望. 実施にあたっての特記事項 : 対象学年や参加人数により, 内容を変更. 36
光と色の化学 キーワードアゾ染料色光 理工学部共創理工学科応用化学コース教授氏名 ( 大賀恭 ) アゾ染料は, 分子内にアゾ基 ( N=N ) をもつ染料の総称で, ジアゾニウムと芳香環との間のジアゾカップリングで生成する合成染料は身の回りで広く用いられている またアゾ化合物には, 熱や光の作用で構造が変化するものや, 水溶液中の水素イオン濃度に依存して, 水素イオンと結合したり解離したりするものがある これらの構造変化に伴って, 人間の目に見える色が変わるので, 機能性材料や指示楽等に利用されている 講義では, (1) アゾ染料の合成と染色 (2) 光の色 (3) 人間が色を認識する原理 (4) 物体の色 (5) 影の色 (6) 光機能性分子の項目についての実験と講義を通して, 光と色の関係を理解することを目的とする 上記のうち (1) を除いた内容 ( 演示実験と講義 ) でも可 その場合は, は 45~90 分, は 100 人くらいまで 形態実験 + 演示実験 + 講義 90~120 分 45 人くらいまで 関係のある学校教科理科 ( 化学 物理 ) 対象者中学生高校生 実施校で準備して欲しい物 : プロジェクター ( 持参可能 ), スクリーン, 暗幕 ( なくても可 ) 実施にあたっての特記事項 : (1) の合成実験を行う場合は, 実施場所は理科室が好ましい 試薬 器具類は持参し, 廃液は持ち帰ります 実験はできるだけ1 人ずつやってもらえるように準備しますが, 人数によっては2 人 1 組になることがあります あらかじめご相談ください 37
身近なものの酸性 アルカリ性を調べよう キーワード酸 アルカリ指示薬 理工学部共創理工学科応用化学コース教授氏名 ( 大賀恭 ) むらさきキャベツとマローブルーの色素を使って, 身のまわりのものが酸性か中性かアルカリ性かを調べる (1) 中華めんとむらさきキャベツをいっしょに炒めて, めんの色の変化を観察する (2) マローブルーから抽出した色素を使って, 身近なものの酸性 中性 アルカリ性を調べる (1) は担当者が演示実験を行う (2) は児童 生徒が 1 人ずつ ( 人数によってはグループ ) で実験を行う 形態実験 + 演示実験 + 講義 45~90 分 45 人くらいまで 関係のある学校教科理科 ( 化学 ) 対象者小学生中学生 実施校で準備して欲しい物 : 実施にあたっての特記事項 : プロジェクター ( 持参可能 ), スクリーン 必要な試薬 器具類は持参します 実施場所は, 理科室または調理実習室が望ましい 38
エネルギーや環境問題を解決する 触媒 とは? 理工学部共創理工学科応用化学コース准教授氏名 ( 永岡勝俊 ) 水素と酸素をガラス容器に入れ 200 に加熱しても何の反応も起こりません. しかし, ここに少量の銅 (Cu) を入れて加熱すると, 水素と酸素が速やかに反応 H 2 +0.5O 2 H 2 O して水が生成します. 反応後, 銅には何の変化も起きていません. このとき銅は 触媒 として働き, 触媒 なしでは不可能な反応を可能にしているのです. およそ 100 年前に大気中の 80% を占める窒素と水素 (N 2 +3H 2 2NH 3 ) からアンモニアを生成する 触媒 が発見され, アンモニアが工業的に生産されるようになりました. このことによって, 窒素肥料の人工的な生産が可能となり, 結果として農作物の生産量が飛躍的に増大し, 世界の人口の急激な増加に伴う食糧問題を解決することができました. また, 日本の化学産業では, 石油などの天然資源から何段階もの化学反応を経て様々な材料を作り, それらを組み立てることで, 自動車, 衣服など様々な製品を産み出しています. この産業プロセスの約 80% で 触媒 が使われています. 身近なところでは, 燃料電池に用いる水素の製造, 自動車からの排気ガスの浄化, 家庭用オーブンの脱臭などにも使われ, 現代生活は 触媒 なしでは成り立ちません. 本講義では, 触媒 を用いるとなぜ不可能が可能となるのかという 触媒 の化学的な役割や, どのような元素からなる 触媒 を用いてどんな反応が可能になり, 社会貢献しているのかということを分かりやすくお話します. また, 講義の後半では研究室 (http://www.appc.oita-u.ac.jp/physchem/) の大学 4 年生, あるいは大学院生がどのように触媒の研究をしているのかということや, 研究室で見出した最新の研究成果についてもご紹介します. キーワード触媒エネルギー環境 形態 講義 1 コマ 50 人程度まで ( 応相談 ) 関係のある学校教科 理科, 化学 対象者 高校 2,3 年生 実施校で準備して欲しい物 : 電源 (100V),PC を使用するのでスライドプロジェクター 実施にあたっての特記事項 : 39
光で調べる化学 科学 生命について キーワード光レーザー蛍光 理工学部共創理工学科応用化学コース准教授氏名 ( 井上高教 ) 光の基礎からレーザー光線まで 光科学の講義と演示実験と体験実験身の回りの 光 に関係した解説と実験コース. 物体に光をあてて, 反射した光を見ていると, 物体の性質が分かります. 目に見えない光でも機械を使うと測定することができ, 数の少ない分子でもはかることができます. また, 空は青く, 夕焼けは赤いのはなぜでしょう? 光と空気に関係があります. 光の性質について, 簡単な工作を行いながら, さらに光を使った分析について, 一緒に実験して考えてみましょう. 光の 3 原色,LED, レーザーポインター,CDROM 分光器, 偏光などがキーワードです. 生物 ( 人体 ) への応用例も紹介します. 光とは? 光の性質反射, 散乱, 回折, 発光 光発生器 ( ランプ,LED, レーザー ) 光検出器 (PD フォトダイオード,CCD, 光電子増倍管 ) その他, 要望 形態講義演示実験体験実験 最低 1 時間最高 2 時間 x10 回 1~100 名 関係のある学校教科理科, 物理, 化学, 生物 対象者小学生中学生高校生一般人 実施校で準備して欲しい物 : 電源 (100V),PC を使用するのでスライドプロジェクター希望. 演示実験 体験実験の場合には, 暗幕 ( ブラインド可 ) の有る教室希望. 実施にあたっての特記事項 : 対象学年や参加人数により, 内容を変えます. 40
電池のお話 ( エネルギー貯蔵 ) キーワード炭素材料, 電池, エネルギー貯蔵, 発電 理工学部共創理工学科応用化学コース氏名 ( 豊田昌宏 ) 電気自動車, ハイブリッドカーのバッテリーからラジコン模型の電池まで, 電池は, エネルギー貯蔵材料として幅広く使用され, 日常生活をしていく上で不可欠なものになっています. そこで, シリコン太陽電池に代表される物理電池 ( は光や熱エネルギーを利用する電池 ), リチウムイオン電池に代表される化学電池 ( 化学反応を利用 ), それぞれの電気が起こるしくみから, 種々の電池の紹介, 歴史から, 実際に使用されている用途, さらに課題, 未来の電池について講義を行います. その他, 要望 形態 45 90 分 30 40 人程度 関係のある学校教科化学, 物理, 理科 対象者高校生, 中学生 実施校で準備して欲しい物 : 電源 (100V),PC を使用するのでスライドプロジェクター希望.. 実施にあたっての特記事項 : 対象学年や参加人数により, 内容を変えます. 41