現行の学習指導要領(1998年公示,2002年実施)は,教育の総合化をキーワードに,「生きる力の育成」と「ゆとりある教育」をねらいとしている

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Taro-化学3 酸塩基 最新版

指導計画 評価の具体例 単元の目標 単元 1 化学変化とイオン 化学変化についての観察, 実験を通して, 水溶液の電気伝導性や中和反応について理解するとともに, これらの事物 現象をイオンのモデルと関連づけて見る見方や考え方を養い, 物質や化学変化に対する興味 関心を高め, 身のまわりの物質や事象を

FdText理科1年

高 1 化学冬期課題試験 1 月 11 日 ( 水 ) 実施 [1] 以下の問題に答えよ 1)200g 溶液中に溶質が20g 溶けている この溶液の質量 % はいくらか ( 整数 ) 2)200g 溶媒中に溶質が20g 溶けている この溶液の質量 % はいくらか ( 有効数字 2 桁 ) 3) 同じ

2 単元の評価規準関心 意欲 態度 科学的な思考 表現 観察 実験の技能 知識 理解 酸 アルカリ, 中和と塩に関する事物 現象に興味 関心を持ち, それを科学的に探究しようとするとともに, 事象を日常生活との関わりで捉えようとする 酸 アルカリ, 中和と塩に関する事象 現象の中に問題を見いだし,

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2011年度 化学1(物理学科)

<連載講座>アルマイト従事者のためのやさしい化学(XVII)--まとめと問題 (1)

補足 中学校では塩基性ではなくアルカリ性という表現を使って学習する アルカリはアラビア語 (al qily) で, アル (al) は定冠詞, カリ (qily) はオカヒジキ属の植物を焼いた灰の意味 植物の灰には Na,K,Ca などの金属元素が含まれており, それに水を加えて溶かすと, NaOH

岐阜大学教育学部教師教育研究 中学校理科における寒天を用いた電気分解実験の一工夫 岐阜大学教育学部附属中学校 土田慎治 岐阜大学教育学部理科教育講座 ( 物理学 ) 澤田諒太 岐阜大学教育学部理科教育講座 ( 物理学 ) 仲澤和馬 1 はじめに学習指導要領解説 ( 平成 20 年 9

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とである そこで, 紫キャベツを使った料理にレモンをかけると色が変わることを取り上げたり, 湖沼の水質の中和やあくとりなどの例を用いたりして, 興味 関心を高めるようにしたい なお,1 学年の いろいろな気体の性質,2 学年の 化学変化と原子 分子 ( 化学式と化学反応式 ),3 学年の 酸 アルカ

フォルハルト法 NH SCN の標準液または KSCN の標準液を用い,Ag または Hg を直接沈殿滴定する方法 および Cl, Br, I, CN, 試料溶液に Fe SCN, S 2 を指示薬として加える 例 : Cl の逆滴定による定量 などを逆滴定する方法をいう Fe を加えた試料液に硝酸

Taro-22 No19 大網中(中和と塩

決するための学習の見通しをもたせ, 単元を貫く課題を意識させ, 目的意識をもたせた授業を展開していきたい 本単元では, 理科での学習内容が日常生活で見られる事象に関連することに気付かせたい 日常生活の事象から酸とアルカリの性質を粒子で考え中和反応をイオンのモデルと関連付けて理解させたい それを通して

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2004 年度センター化学 ⅠB p1 第 1 問問 1 a 水素結合 X HLY X,Y= F,O,N ( ) この形をもつ分子は 5 NH 3 である 1 5 b 昇華性の物質 ドライアイス CO 2, ヨウ素 I 2, ナフタレン 2 3 c 総電子数 = ( 原子番号 ) d CH 4 :6

英語科学習指導案

調査研究「教科等で考える異校種間の連携の工夫」〔理科〕

がお互いの性質を打ち消しあう また, その際, その他のイオンから塩が生じる パフォーマンス課題 硫酸に電極をさし, 電源装置で電圧を加えると電流が流れ, 電球が点灯する これに水酸化バリウム水溶液を少しずつ加えていくと水溶液は白く濁り, 電球は次第に暗くなり, やがて消える しかし, さらに加え続

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平成27年度 前期日程 化学 解答例

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木村の有機化学小ネタ セルロース系再生繊維 再生繊維セルロースなど天然高分子物質を化学的処理により溶解後, 細孔から押し出し ( 紡糸 という), 再凝固させて繊維としたもの セルロース系の再生繊維には, ビスコースレーヨン, 銅アンモニア

化学 1( 応用生物 生命健康科 現代教育学部 ) ( 解答番号 1 ~ 29 ) Ⅰ 化学結合に関する ⑴~⑶ の文章を読み, 下の問い ( 問 1~5) に答えよ ⑴ 塩化ナトリウム中では, ナトリウムイオン Na + と塩化物イオン Cl - が静電気的な引力で結び ついている このような陽イ

キレート滴定

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木村の化学重要問題集 01 解答編解説補充 H S H HS ( 第 1 電離平衡 ) HS H S ( 第 電離平衡 ) そこで溶液を中性または塩基性にすることにより, つまり [ H ] を小さくすることにより, 上の電離平衡を右に片寄らせ,[ S ] を大きくする 193. 陽イオン分析 配位

群教セ G04-03 平 集 理科 - 中 生徒が解決の見通しを持って実験方法を立案する理科授業 モデル図やグラフを使った予想の共有と タブレット端末の活用を通して 特別研修員奈良達也 Ⅰ 研究テーマ設定の理由 平成 29 年 3 月公示の新学習指導要領では 内容のイとして思考 判断

7 3. 単元の指導計画 (7 時間扱い ) 時 学習内容 授業のねらい 物質の溶解と水溶液の均一性 コーヒーシュガーが水に溶ける様子を観察し, 色の様子からコーヒーシュガーの拡散と水溶液の均一性を理解する ( 観 実 ) コーヒーシュガーと食塩の溶解 物質の溶解と水溶液の均一性 2 物質が目に見え

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123

イオン化傾向 イオン化傾向 1 金属の単体はいずれも酸化されて陽イオンになりうる 金属のイオンのなりやすさを表したものをイオン化傾向という イオン化傾向 K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au e- を出してイオンになりやすい酸化されやすい イ

見いださせる 3 章 化学変化と電池 本章では電解質水溶液と2 種類の金属を用いて電池をつくる実験を行い 電流が取り出せることを見いださせる このとき化学エネルギーが電気エネルギーに変換されていることを理解させる また 電極での電子の授受をイオンのモデルで表し 電池のしくみを微視的視点でとらえさせる

第 11 回化学概論 酸化と還元 P63 酸化還元反応 酸化数 酸化剤 還元剤 金属のイオン化傾向 酸化される = 酸素と化合する = 水素を奪われる = 電子を失う = 酸化数が増加する 還元される = 水素と化合する = 酸素を奪われる = 電子を得る = 酸化数が減少する 銅の酸化酸化銅の還元

Ⅲ 化学変化とイオン 単元における観察 実験の位置付け 学習活動備考 課題 どのような水溶液が電流を通すのだろうか 実験 1 電解質や非電解質の水溶液について電流を通すか調べる実験 様々な水溶液を用意するが この後に 塩化銅水溶液や塩酸の電気分解に触れるため この 2 つの水溶液は用意しておくとよい

Taro-化学5 無機化学 最新版

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電子配置と価電子 P H 2He 第 4 回化学概論 3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne 周期表と元素イオン 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 価電子数 陽

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カールフィッシャー法と濃度計算問題

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2014 年度大学入試センター試験解説 化学 Ⅰ 第 1 問物質の構成 1 問 1 a 1 g に含まれる分子 ( 分子量 M) の数は, アボガドロ定数を N A /mol とすると M N A 個 と表すことができる よって, 分子量 M が最も小さい分子の分子数が最も多い 分 子量は, 1 H

(2) 本単元に関わる生徒の実態及び指導方針 1 既習の学習内容 水溶液には酸性 中性 アルカリ性のものがあること 金属を変化させる水溶液があること( 小 6) 気体の発生と性質 物質への水への溶解について( 第 1 学年 ) 物質が原子や分子でできていること( 第 2 学年 ) 電流が電子の流れで

2019 年度大学入試センター試験解説 化学 第 1 問問 1 a 塩化カリウムは, カリウムイオン K + と塩化物イオン Cl - のイオン結合のみを含む物質であり, 共有結合を含まない ( 答 ) 1 1 b 黒鉛の結晶中では, 各炭素原子の 4 つの価電子のうち 3 つが隣り合う他の原子との

理科学習指導案

本時の評価規準 ( 観点 / 方法 ) 1. 今まで学習したことをもとに, 実験を適切な操作で行い, 各極で発生した物質を同定 することができる ( 観察 実験の技能 / ワークシートへの記述 ) 2. 食塩水に電流を通したときの陽極および陰極での変化の様子を粒子モデルを使って図 示し, そのモデル

授業では, 課題を解決するための情報を集める前に, どのような方法だと必要な情報を集めることができるのかを考えています 58.8% 41.2% 授業では, 調べたことなどを, 図, グラフ, 表などにまとめています 73.5% 26.5% 授業では, 情報を比べたり ( 比較 ), 仲間分けしたり

木村の理論化学小ネタ 熱化学方程式と反応熱の分類発熱反応と吸熱反応化学反応は, 反応の前後の物質のエネルギーが異なるため, エネルギーの出入りを伴い, それが, 熱 光 電気などのエネルギーの形で現れる とくに, 化学変化と熱エネルギーの関

▲ 電離平衡

i ( 23 ) ) SPP Science Partnership Project ( (1) (2) 2010 SSH

品目 1 四アルキル鉛及びこれを含有する製剤 (1) 酸化隔離法多量の次亜塩素酸塩水溶液を加えて分解させたのち 消石灰 ソーダ灰等を加えて処理し 沈殿濾過し更にセメントを加えて固化し 溶出試験を行い 溶出量が判定基準以下であることを確認して埋立処分する (2) 燃焼隔離法アフターバーナー及びスクラバ

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SO の場合 Leis の酸塩基説 ( 非プロトン性溶媒までも摘要可 一般化 ) B + B の化学反応の酸と塩基 SO + + SO SO + + SO 酸 塩基 酸 塩基 SO は酸にも塩基にもなっている 酸の強さ 酸が強い = 塩基へプロトンを供与する能力が大きい 強酸 ( 優れたプロトン供与

2 原子やイオンのつ 3 原子が電気的に中性 3 原子の構造について くりに関心をもっ になる理由を 原子 説明している て説明を聞こうと の構造から指摘して 4 陽イオンや陰イオン する いる の違いを説明でき 4 イオンは原子が電子 イオンをイオン式で を失ったり 受け取っ 表している たりして

(2) 単元構想図 学習の手立て 数は時数軸 授業の目標 視点 1 果物で電池を作り 電流を取り出す 果物電池から電流を取り出す実験を通して 電池の仕組みについて 疑問や関心を抱くことができる ( 自然事象への関心 意欲 態度 ) 小集団の中で果物電池を作り 疑問を出し合ったり 共有したりする姿 自

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2017 年度一般入試前期 A 日程 ( 1 月 23 日実施 ) 化学問題 (63 ページ 74 ページ ) 問題は大問 Ⅰ Ⅳ までありますが 一部 他科目との共通問題となっています 大問 Ⅰ は 化学基礎 + 生物基礎 の大問 Ⅰ と共通の問題です 大問 Ⅱ は 化学基礎 + 生物基礎 の大問

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1 次の問い ( 問 1~ 問 5) に答えよ (23 点 ) 問 1 次の単位変換のうち, 正しいもののみをすべて含む組み合わせは どれか マーク式解答欄 1 (a) 1.0 kg = mg (b) 1.0 dl = ml (c) 1.0 g/cm 3 = 1.

Taro-09 寒天を用いた電気泳動の

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( 高等部 )( 自立活動 )学習指導案

注釈 * ここでニッケルジメチルグリオキシム錯体としてのニッケルの重量分析を行う場合 恒量値を得るために乾燥操作が必要だが それにはかなりの時間を要するであろう ** この方法は, 銅の含有量が 0.5% 未満の合金において最も良い結果が得られる 化学物質および試薬 合金試料, ~0.5 g, ある

後期化学

事例 2-2

質問 2 1イオンには大きさがあると思いますか あると思う人は どれくらいの大きさだと思いますか ある 35 人 ない 5 人 すごく小さい 12 人 原子サイズ 6 人 目に見えない大きさ 5 人 原子より小さい 2 人 種類によってちがう 2 人 分子サイズ 1 人 分子の 10 分の1 1 人

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必要があれば, 次の数値を使いなさい 原子量 O= 標準状態で mol の気体が占める体積. L 問題文中の体積の単位記号 L は, リットルを表す Ⅰ 次の問いに答えなさい 問 飲料水の容器であるペットボトルに使われているプラスチックを, 次の中から つ選び, 番号をマークしなさい ポリエチレン

(2) 単元構想図 単元デザイン 時数と手立て軸 数ねらい 引き出したい学習活動の姿 ICT の活用 カリキュラムマネジメント 疑問や知りたいことを共有する 1 電池のしくみについて 疑問や知りたいことを共有することができる ( 自然事象への関 1 果物電池を作り 電子オルゴールを鳴心 意欲 態度

Microsoft Word - 小学校第6学年理科指導案「水溶液の性質」

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木村の理論化学小ネタ 緩衝液 緩衝液とは, 酸や塩基を加えても,pH が変化しにくい性質をもつ溶液のことである A. 共役酸と共役塩基 弱酸 HA の水溶液中での電離平衡と共役酸 共役塩基 弱酸 HA の電離平衡 HA + H 3 A にお

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生理学 1章 生理学の基礎 1-1. 細胞の主要な構成成分はどれか 1 タンパク質 2 ビタミン 3 無機塩類 4 ATP 第5回 按マ指 (1279) 1-2. 細胞膜の構成成分はどれか 1 無機りん酸 2 リボ核酸 3 りん脂質 4 乳酸 第6回 鍼灸 (1734) E L 1-3. 細胞膜につ

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基礎化学 Ⅰ 第 5 講原子量とモル数 第 5 講原子量とモル数 1 原子量 (1) 相対質量 まず, 大きさの復習から 原子 ピンポン玉 原子の直径は, 約 1 億分の 1cm ( 第 1 講 ) 原子とピンポン玉の関係は, ピンポン玉と地球の関係と同じくらいの大きさです 地球 では, 原子 1

student chemistry (2019), 1, 多価酸 1 価塩基滴定曲線と酸塩基滴定における学術用語についての考察 西野光太郎, 山口悟 * 茨城県立水戸第一高等学校化学部 茨城県水戸市三の丸 (2019 年 3 月 1 日受付 ;2019 年

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実験 中和滴定

31608 要旨 ルミノール発光 3513 後藤唯花 3612 熊﨑なつみ 3617 新野彩乃 3619 鈴木梨那 私たちは ルミノール反応で起こる化学発光が強い光で長時間続く条件について興味をもち 研究を行った まず触媒の濃度に着目し 1~9% の値で実験を行ったところ触媒濃度が低いほど強い光で長

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7 炭酸水素ナトリウムの成分元素 ~ 成分元素の確認 ~ 難易度教材の入手日数準備時間実施時間 1 ヶ月 1 時間 50 分 目的と内容 物質の分離 精製や元素の確認などの観察, 実験 を行い, 化学的に探究する方法の基礎を身に付けさせ るとともに, 粒子の熱運動と三態変化との関係などに ついて理解

分析化学講義資料 ( 容量分析 ) 林譲 (Lin, Rang) 容量分析概要容量分析法 (volumetric analysis) は滴定分析法 (titrimetric analysis) とも呼ばれている この方法は, フラスコ中の試料液の成分とビュレットに入れた濃度既知の標準液 (stand

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photolab 6x00 / 7x00 バーコードのない測定項目 バーコードのない測定項目 使用できる測定法 これらの測定項目の分析仕様は 付録 4 に記載されています ここでは 使用方法は カラム 5 の測定法番号を使用して手動で選択します 測定法の選択方法の説明は 光度計の機能説明の 測定法の

XIII キレート滴定 Chelatometry 金属イオンにキレート生成試薬 ( 水溶性多座配位子 ) を加え 電離度の極めて小さい水 溶性キレート化合物 ( 分子内錯化合物 ) を生成させる キレート生成試薬 EDTA:Ethylenediaminetetraacetic Acid 最も一般的

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マイクロスケール実験によるイオンの移動 坂東舞 1), 芝原寛泰 2) 1) 大山崎町立大山崎中学校 clockwork@y9.dion.ne.jp 2) 京都教育大学理学科 shiba@kyokyo-u.ac.jp キーワード : マイクロスケール実験, イオンの移動, 中学校理科 ( 受付 :2007 年 12 月 16 日 ) Ⅰ. はじめに平成 14 年 (2002 年 ) 度施行の中学校理科学習指導要領 ( 現行の学習指導要領 ) において, 旧学習指導要領から削除, もしくは高等学校理科へ移行統合された内容は以下の通りである ( 表 1) 表 1 旧学習指導要領から削除もしくは高等学校理科へ移行統合された内容 第 1 分野 ( 物理 化学分野 ) 第 2 分野 ( 生物 地学分野 ) 溶質による水溶液の違い, 比熱, 電力量, イオン, 中和反応の量的関係, 力の合成と分解, 仕事, 情報手段の発展月の表面の様子, 天気図の作成, 大地の変化 ( 一部 ), 日本の天気の変化の特徴, 遺伝の規則性, 生物の進化 この中でも, イオン, 仕事および力の合成と分解は,1947 年以降の学習指導要領改訂の中でも一貫して扱われていた内容である 特にイオンは化学領域で重要とされてきた概念であり, 物質の粒子性を理解するためには不可欠である 以前は, 化学変化について観察, 実験を通して, 電気分解や中和反応について理解させるとともに, これらの事象をイオンのモデルと関連付けてみる見方や考え方を養う ( 中学校学習指導要領理科,1990) という旧学習指導要領に基づき, 第 2 学年で学習する単元 化学変化とイオン において, 電離, 水溶液中のイオンの振る舞い, 酸 アルカリの水溶液の定義 ( アレニウスの定義に基づく ), 中和反応の量的関係および電気分解における電極とイオンの間での電子のやりとりなどを学習していた 平成 5(1993) 年度から, 中学校理科では 1 価のイオンのみの扱いとなり, 塩化銅水溶液の電気分解の説明が困難になった 一方, 現行の学習指導要領ではイオンの概念が高等学校理科 理科総合 A, 化学 Ⅰ へ移行統合されたことにより, 化学変化と原子 分子 の単元がそ

れに代わった よって, 電離, 水溶液中のイオンの振る舞いは削除され, 電気分解については, 熱分解と同様に 分解 の一例として示されているに過ぎない 水, 塩化銅水溶液の電気分解実験では, 陽極 陰極での生成物のみに主眼を置いた実験となっており, 塩化銅水溶液の電気分解については, 化学反応式も扱われていない また, 酸 アルカリ, 中和反応についても, アレニウスの定義を用いることができないため, 指示薬の色の変化のみで酸性 アルカリ性の水溶液を識別することになった また, 中和の量的関係は扱わず, 酸とアルカリを混ぜると, それらの性質が打ち消し合って中和し, 塩と水ができるといった非常に限定された内容に留まっている 学習指導要領からイオンが削除されたため, 中学校理科においてこのような制限が生じることになった 現在でも, イオンの移動実験を扱う教科書 ( 細谷ほか,2005) はあるが, 発展的内容として位置づけられており, イオンを学習することがなくなった現在では, 授業でほとんど取り上げられていないのが現状である 旧学習指導要領から削除され, 現在発展的な内容として位置づけられている中でも フレミングの法則 日本の天気の特徴 遺伝の仕組みや遺伝の規則性 は高い割合で授業に取り入れられており (Benesse,2005), これらの学習内容を, 多くの理科教員が重要視していることが伺える 電解質溶液とイオン については, 通常授業で 18.9%, 選択理科で 13.2% と, 選択理科授業においても高い割合で取り扱われている なお, 選択理科授業で取り扱われるその他の発展的内容の割合は 2%~ 4% であり, 電解質溶液とイオン が最も高い割合となっている(Benesse,2005) これもやはり, イオンが重要視されていることを示すと考えられる 中学校理科におけるイオンの削除は, 高等学校理科にも制限をもたらしている 生物 Ⅰ ではイオンを用いることなく, 種々の生化学的反応を説明せざるを得なくなり, 一例を挙げると 腎臓の働きと構造, ヒトの血漿と尿の成分 の記述では, ナトリウムイオン Na + をナトリウム Na, カリウムイオン K + をカリウム K としている ( 太田ほか,2002) これは, 金属ナトリウム Na や金属カリウム K と同じことになり, 化学的には明らかな間違いである また生徒に誤った認識を与えることになりかねない Ⅱ. イオンの移動実験イオンは物質を構成している基本粒子の一つである イオンの移動実験は, 物質について学習し始める中学校段階において, 物質の粒子性を理解する大きな手助けになると考える 電解質溶液に電圧を印加すると, 電離により生じた陽イオン, 陰イオンが移動する 有色のイオン ( 例えば, 塩化銅, 硫酸銅, 硝酸銅など銅イオン Cu 2+ を含むものは青色, 硫酸ニッケルのニッケルイオン Ni 2+ は緑色 ) はその色によって

イオンの移動が観察できる 無色のイオン ( 水素イオン H +, 水酸化物イオン OH - ) は指示薬との化学反応でイオンの移動が視覚的に観察できる ( 恩藤ほか, 1998) 後者の実験の多くは, 酸が電離して生じた水素イオン H +, アルカリが電離して生じた水酸化物イオン OH - を観察する方法がとられている ( 図 1) 図 1 は, 青色リトマス液をしみ込ませた濾紙の中央に, 塩酸をしみ込ませた糸を置き, 直流電圧を印加している 電圧を印加すると, 糸にしみ込んでいる塩酸の水素イオン H + が陰極に移動するため, 陰極側の青色リトマス液が赤変する 同様に, 赤色リトマス液をしみ込ませた濾紙の中央に, 水酸化ナトリウム溶液をしみ込ませた糸を置いて電圧を印加すると, 陽極側の赤色リトマス液が青変する これは, 水酸化物イオン OH - が陽極に移動するためである. これらの実験により, 水素イオン H + は正の電気を, 水酸化物イオン OH - は負の電気を帯びていることがわかる 中学校理科で扱う水の電気分解実験など, 直流電源装置を用いた実験では, 急激な気体の発生や感電を避け, 安全に生徒実験を行うためにも, 電源装置の電圧は最大でも 12V までと指導している ( 竹内,2005) しかし, イオンの移動実験は, 指示薬やイオンの移動に影響を与えない電解質溶液 ( 例えば, 硫酸ナトリウム水溶液 ) をしみ込ませた濾紙に電圧を印加するため非常に電流が流れにくく, 電極間の距離によっても差はあるが 15~20V の高い電圧が必要となる 図 1 イオンの移動実験の一例 ( 恩藤ほか,1998 より転載 ) Ⅲ. 教材実験の内容 Ⅱで述べたように, 現行の教科書, 実験書等で扱われているイオンの移動実験は, 高い電圧を必要とする そこで, マイクロスケール実験を利用し,USB ハブを利用した 5V 直流電圧 ( 坂東 芝原,2007) でイオンの移動が観察できる簡易な方法を考案した また塩化銅水溶液の電気分解実験 ( 坂東ほか,2007) と

の関連性を考慮して, 塩化銅 (Ⅱ) 二水和物水溶液を用い, 銅イオン Cu 2+ の移 動が観察可能な実験とした 実験方法, 結果および考察を以下に記す 1. 準備 6 セルプレート (IWAKI), 炭素棒電極 ( ホルダー芯もしくは鉛筆の芯でも可 ) 2 本,USB 電源装置 (5V 直流電圧 ), ヨウ化カリウムデンプン紙 2. 試薬硫酸ナトリウム水溶液 (0.5mol dm - 3 ), ゲル状塩化銅水溶液 (0.5mol dm - 3 ) 参考: ゲル状塩化銅水溶液の調製方法 (1) 蒸留水 10 cm 3 を沸騰させ, 寒天 0.03gが完全に溶けるまで攪拌と加熱を続け,0.3% 寒天溶液を作る (2) 寒天が完全に溶けた後, さらに塩化銅 (Ⅱ) 二水和物を 0.85g 溶かし, 0.5mol dm - 3 塩化銅 (Ⅱ) 二水和物水溶液を作る 3. 実験方法 (1) セルの中心にゲル状塩化銅水溶液を円形になるように滴下し, 固まるまでしばらくおく ( 図 2) (2) ゲル状塩化銅水溶液の周囲に硫酸ナトリウム水溶液を 2 cm 3 加える (3) セルの両端に炭素棒電極を挿入し, ミノムシクリップで固定する (4)5V 直流電圧を印加する (5) ヨウ化カリウムデンプン紙をセルに近づけ, 変化を観察する 図 2 ゲル状塩化銅水溶液

4. 結果および考察電圧を印加した後のイオンの移動を図 3 に示す 3 分後 ( 図 3, 左上 ) には, ゲル状塩化銅水溶液の周囲から陰極へ銅イオン Cu + 2 の移動が見られた 陰極 陽極 陰極 陽極 陰極 陽極 陰極 陽極 図 3 銅イオン Cu 2+ の移動 硫酸ナトリウムは水溶液中では, 次のように電離している Na2SO4 2Na + +SO4 2 - よって, 水溶液中にはナトリウムイオン Na +, 硫酸イオン SO4 2 -, および水分子 H2O が存在する 電離によって生じた硫酸イオン SO4 2 - とナトリウムイオン Na + はイオン化傾向が大きく安定であるため, 水溶液中では酸化 還元されない 水溶液に炭素棒電極を挿入し, 電圧を印加すると, 陰極では水分子が電子を受け取って還元され, 水素 H2 が生成する (ph 条件が ph<2,ph>12 にも該当しない場合は, 反応物は水分子になる ) 陽極では水分子が酸化され, 酸素を生成する 硫酸ナトリウム水溶液の反応物は陽極, 陰極ともに水分子であり, 電離した水酸化物イオン OH -, 水素イオン H + ではない しかし,1997 年度までの高等学校化学の教科書は, 陰極では水の電離によって生じた H + が還元され H2 が

陽極 2H2O O2 + 4H + + 4e - ( 水素イオン H + が増加 ) 生じる, 一方陽極では水の電離によって生じた OH - が還元され O2 が生成する ( 長岡ほか,1996) と記述されていた 硫酸ナトリウムは中性塩であるため, 陰極では水酸化物イオン OH - が増加し, 陽極では水素イオン H + が増加する 陰極 2H2O + 2e - H2 + 2OH - ( 水酸化物イオン OH - が増加 ) 一方, 硫酸ナトリウム水溶液に接したゲル状塩化銅水溶液の一部は次のように電離している CuCl2 Cu 2+ + 2Cl - 電圧を印加すると, 陰極では銅イオン Cu 2+ が, 陽極では塩化物イオン Cl - が次のような変化をする 陽極 2Cl - Cl2 + 2e - 陰極 Cu 2+ + 2e - Cu 硫酸ナトリウム水溶液の電気分解により, 水分子が還元され, 水酸化物イオン OH - が増加した陰極で, 銅イオン Cu 2+ は水酸化銅 (Ⅱ)Cu(OH)2 の沈殿を形成する この水酸化銅 (Ⅱ)Cu(OH)2 の沈殿が図 3 の陰極に向かって見られる軌跡であり, 銅イオン Cu 2+ の移動を示している Cu 2+ + 2OH - Cu(OH)2 中性の水溶液ではなく, 塩基性の水溶液を電解質に用いると, 銅イオン Cu 2+ は以下のように変化する 水酸化ナトリウム水溶液の場合 Cu 2+ + 2OH - Cu(OH)2 アンモニア水の場合 ( 少量 ) Cu 2+ + 2OH - Cu(OH)2 ( 過剰 ) Cu 2+ + NH3+ Cu(NH3)4 2+ ( 深青色水溶液テトラアンミン銅 (Ⅱ) イオン )

酸性の水溶液を電解質に用いると, 塩酸の場合は沈殿を生じないが, 濃塩酸の 場合は, テトラクロロ銅 (Ⅱ) 酸イオン CuCl4 2- の黄緑色水溶液となる Cu 2+ + 2Cl2 - CuCl4 2- ( 黄緑色溶液 ) 硫酸を電解質溶液に用いた場合は, 陰極では水素イオンが還元されて水素が生成し, 陽極では水分子が酸化されて酸素が生成する 陰極 2H + + 2e - H2 陽極 2H2O 4H + + O2 + 4e - 陰極では硫酸 H2SO4 が電離した水素イオン H + が還元され, また溶液は常に酸性に傾いており, 銅イオン Cu 2+ と水酸化物イオン OH - が反応して水酸化銅 (Ⅱ) Cu(OH)2 の沈殿を形成することがない 以上の点を考慮すると, 電解質溶液には硫酸ナトリウム水溶液が最も適している ヨウ化カリウムデンプン紙をセルに近づけると, 塩化物イオン Cl - の移動する陽極側から次第に青色を呈した これは, 陰イオンである塩化物イオン Cl - が陽極へ移動し, 電子を授受して塩素が生成したことを示す 時間経過に伴い, 青色を帯びていた銅イオン Cu 2+ が茶褐色に変色するのは, 電極から電子を授受し, 金属銅が生成するため, あるいは脱水して酸化銅 (Ⅱ) に変化したと考えられ, 今後さらに検討が必要である 図 4 硫酸ナトリウム水溶液の濃度が高い場合の銅イオン Cu 2+ の移動 硫酸ナトリウム水溶液の濃度が高いと (1mol dm - 3 や飽和溶液の場合 ), 銅イオン Cu 2+ の移動の軌跡が現れず, 陰極付近にのみ銅イオン Cu 2+ の移動が見られた ( 図 4) また, 電圧を印加した直後から水素が盛んに生成し, それに伴い陰

極付近では水酸化物イオン OH - が急激に増加する 最も水酸化物イオン OH - の増加が顕著なのが陰極付近であり, 陰極付近で水酸化銅 (Ⅱ)Cu(OH)2 の沈殿が形成しやすいため, 陰極付近にのみ銅イオン Cu 2+ の移動と水酸化銅 Cu(OH)2 の沈殿の生成が見られたと考えられる Ⅳ. まとめ平成 19(2007) 年 11 月, 授業時間数の増加を内含する学習指導要領改訂に向けた審議のまとめが提出された ( 文部科学省,2007) 学術技術や科学技術の世界的な競争が激化する中で, 国際的な通用性や内容の系統性などを踏まえた指導内容の見直しが迫られた結果である この審議のまとめには, 理科の授業時間数の増加, 実験 観察の時間の充実に加え, 現在高等学校理科へ移行統合されている イオン, 遺伝, 進化 を中学校理科に移行することが明記されている 学習指導内容改訂に伴い, 教科書の充実等, 条件整備が今後進められるであろう これらを踏まえて, より簡便な方法で実施でき, 生徒一人ひとりが個別に実験可能な個別実験教材としても効果があるマイクロスケール実験による方法を提案した 今後はマイクロスケール実験を用いたイオンの移動の実践的研究を行い, イオンの概念の定着と生徒の科学的な思考力 表現力の育成を図りたい 文献坂東舞ほか 2007. 塩化銅水溶液の電気分解実験 マイクロスケール実験の応用. フォーラム理科教育,8,21-28. 坂東舞 芝原寛泰 2007. 中学校理科における中和反応のマイクロスケール実験 中和熱の測定, 電気伝導度の変化. 理科の教育, 日本理科教育学会 62-65. Benesse 2005. 中学校の学習指導に関する実態調査報告書 2005,p19. 細谷治夫ほか 28 名 2005. 理科 1 分野 ( 下 ). 教育出版株式会社,92-93. 東京. 文部科学省 1990. 中学校学習指導要領理科. http://www.nicer.go.jp/guideline/old/h01j/chap2-4.htm 文部科学省 2007. 学習指導要領改訂に向けた審議のまとめ. http://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/new-cs/index.htm 長岡三郎 渡邊啓 竹内敬人ほか 9 名 1996. 化学 IB. 東京書籍,127-128. 東京. 恩藤知典ほか 1998. 改訂版 SUPER 理科辞典. 受験研究社,460. 東京. 太田次郎ほか 2000. 高等学校生物 Ⅰ. 啓林館,178-179. 大阪. 竹内敬人 2005. 指導書未来へ広がるサイエンス 1 分野 ( 下 ). 啓林館,p4.