ひさぁ－しぶりの、サタケミ(^^;) 「女子高生は見た！・・・BZ反応」

化学部会委員の皆様、ご無沙汰しております。

センターが過ぎ、二次指導が過ぎ、今日は国公立大学の前期試験の日です。

受験生の健闘を祈りながら、本日「土曜日の化学＝サタケミ」を久しぶりに行いました。

テーマは、「女子高生は見た！・・・BZ反応」

茨城の水戸二高の女子高校生達が、「ベローゾフ・ジャボチンスキーBZ反応の消滅」について、新しい知見を得て、アメリカの学会誌に掲載されたことは、サタケミにも書きました。

久しぶりに行った、本日のサタケミではBZ反応をはじめとする「振動反応」を取り上げてみました。

参加者は、野津、大橋、井村、錦織の４名。（山根さん風邪でダウン、加賀さんドタキャン？）

場所と時間は、松江南高の化学実験室で１４：００～１７：００。

（１）Briggs-Rausher（ﾌﾞﾘｯｸﾞｽ･ﾛｳｼｬｰ）反応

A液：過酸化水素水（純水100mLに30％過酸化水素水40ｍL）

B液：ヨウ素酸ｶﾘｳﾑ43ｇに水を加えて溶かし、濃硫酸5mLを加えて、純水で善良を１Lとした。

C液：可溶性デンプン0.4ｇを水100ｍLに入れ、熱して溶かした。透明になったら、マロン酸15.6ｇと硫酸マンガンを5g入れ、純水で全量を１Lとした。

例えば、A液５０ｍL＋B液５０ｍL＋C液５０ｍLのように、３液を等量加え、混ぜて静置すると（スターらーで撹拌してもいい）、無色→黄褐色→青色→無色→黄褐色→青色→　のように変化していきます。肝心の、色の変化の動画は、後ほどのせます。

（２）Belousov-Zhabotingky（ﾍﾞﾛｰｳｿﾌ･ｼﾞｬﾎﾞﾁﾝｽｷｰ）反応

　私の世代の「ジャボチンスキー」というのは、東京オリンピックで活躍した旧ソ連の重量挙げ選手で、当時「じゃぼちん　すぅきぃー！」と叫びながらバーベルを上げる仕草をするのが結構はやりました。（札幌オリンピックの時の「笠谷のジャンプ」と同じです。）

　ところで、ｗｉｋｉなどを見ますと、1951年に旧ソ連のベローソフが「クエン酸と臭素酸塩をセリウム塩（Ⅳ）の存在下で反応させると周期的な色の変化があることを発見したようです。しかし、当初は、このような変化があることは信じてもらえず、1961年にジャボチンスキーが再発見し、クエン酸をマロン酸、セリウムを鉄やマンガンに変えても周期的な反応が起こることを確認し、１９６８年のプラハの学会で知られるようになったようです。

　ちなみに東京オリンピックは１９６４年（昭和３９年）ですが、まさか科学者のジャボチンスキーさん、重量挙げのジャボチンスキーさんと遠戚ではないでしょうね(^^;)　この実験を行うと、少年の日がよみがえります。

　さて、野津先生に難しい溶液調整を行って頂きましたが、私がフェロイン（1,10-フェナントロリンの鉄錯体）を間違えて購入していたために、次回までお預けです。大変失礼しました。でも、他の溶液は調整してあり、予備実験は行っていますので、フェロインが準備できればすぐ行うことが出来ます。

　次回は、日程を決めて早めにご連絡しますので、沢山の会員の皆さんに参加頂きたいとお思います。

　「じゃぼちん　すぅきぃー！」あーっ、懐かしい・・・・・・

駿台「冬期教育研究セミナー」に行ってきました！

暮れも押し詰まった12月28日に、駿台大阪南校であった「無機各論：石川正明先生」に行ってきました。

受講者は全部で５０名程度で、南高からは加賀先生も一緒でした。

時間は、９：５０～１７：００近くまで、昼食時間を除いて密度の濃い講義が行われました。

短い休み時間を挟んで１日続けられる講師のバイタリティーには学ぶところが多かったです。

講義を受けた無機化学については、「系統的な」分類が強く意識されていました。

いくつか記憶に残った言葉は

「情報やデータは（インターネット万能の今の時代は）どこにでもあります。本当に大切なのは、自分の頭で考えさせることです。」

「どんな大変な学校であっても（沢山の生徒の中には）本当に分かりたい生徒がいるはずです。そうした生徒に対しては、（化学の教員として）十分説明し、教えて、わからせる必要があると思います。」

「系統分析は、機器が発達している現代では『文化遺産』のようなものだが、・・・」

「今の生徒は物質に対する興味が失せています。生徒にとって、（物質を）再発見させる必要があります。」

午後の授業では、無機元素の由来を「地球科学」の観点からお話になることが多く（確かに地球の歴史の中から得られているものですから）、そうした点で『科学における地学の必要性』を考えさせる授業でした。

興味があれば、サタケミでお話しいたします。

そのサタケミ、センター後の１月２８日に開催できないか、ご相談します。

明けましておめでとうございます

明けまして、おめでとうございます　o(_ _)oﾍﾟｺｯ　本年もよろしくお願いいたします。

「田家春望」　高適

出門何所見/春色満平蕪/可歎無知己/高陽一酒徒

「田家春望」　井伏鱒二訳

ウチヲデテミリヤアテドモナイガ／正月キブンガドコニモミエタ／トコロガ会イタイヒトモナク／アサガヤアタリデ大ザケノンダ

昔、井伏さんが、このように詠った新年、今では僅かに初詣と初売りに正月気分が見られるのみです。

かくいう私も、「パソコン工房」の初売りをのぞいて、メモリーなど購入してきました。

デフレ経済といいますが、デュアルコアノートが３万円程度で購入できる時代がやってこようとは、Win98頭の私には隔世の感があります。

さて、２０１２年を迎えて、楽しみにしていることがあります。５月２１日（月）朝の金環日食です。

実は２００９年の８月２２日には日本の南西諸島あたりで観察される皆既日食がありました。

九州最南端の佐多岬付近まで南下していた私は、天候悪化に伴って熊本県境まで北進し、食分０．９４の部分日食を観察しました。

このとき、気温が下がった状況や、木陰のﾋﾟﾝﾎｰﾙ現象で観察した三日月の小波のような模様は、何とも興味深く、「天体現象は化学実験と同じで、体感しないと面白くない。」と思ったものです。

このときの様子は、「「0908hp.jtd」をダウンロード 」をご覧下さい。

今年は、食分０．９４を超える金環食を観察して、我が人生最大の日食観察としたいものです。

国立天文台のHPはhttp://naojcamp.mtk.nao.ac.jp/phenomena/20120521/です。

５月２１日（月）朝の金環日食、皆さんも、行ってみませんか？

「ボルタ電池」のカオス

"Bｒｅｖｉｔｙ is the soul of wit."　「簡潔こそは知恵の精髄」（ハムレット）

とは申します。しかし、実験で行う「ボルタ電池」は近代電池の走りであるので簡単そうかといえば、実はその理解はなかなか難しいです・・・

ボルタ肖像（http://www.geocities.jp/chemistry_10th_yellow/history.htmlより）

実際に実験を行って、説明が難しく思われるのは次の三点です。

（１）実験開始後の電圧計の値（約１Ｖ）の根拠

（２）実験開始後の電圧の低下（数分で約１Ｖ→約0.3Ｖに低下）の理由

（３）負極の亜鉛版からの水素発生の原因

この事について、「Volta.doc」をダウンロード に考察してみました。

きちんと理解して説明できるならば、生徒実験として取り上げてもいいかもしれません。

高校生の大発見（NW９より）

冬型の気圧配置により、北西の季節風が吹くと、山陰にも冬がやってきたことを感じます。

そろそろ、「スタッドレスに変えた方がいいかな」と思うこの頃です。

さて、帰宅の遅い我が家では、NHKのニュースウォッチ９を見ながらの夕食が常です。

11/24の木曜日の夜にNW９を見ていましたら、水戸第二高校のBZ（ベローゾフ・ジャボチンスキー）反応に関する新発見とアメリカの学会誌への発表を（結構長い時間）放送していました。この内容は、次のHPに詳しいです。

http://www.chem-station.com/blog/2011/11/post-314.html

理系の女子学生を「リケジョ」というようですが、興味深い発見談も織り込み、「リケジョ」に対して好意的な放送でした。（それにしても、「草食系男子」に対して「山ガール」とか「リケジョ」など、女性の元気が目立ちますね(^^;)）

BZ反応に見られる「振動反応」は、通常一方向に向かう反応が繰り返し（あるいは折り返し）行うことが何とも不思議で、化学部の実験などで良く行われるものの一つです。わたしも、工業高校時代に学園祭で取り上げたことがあります。

思い返してみますと、以前行ったのはBriggs-Rauscher（ブリッグス・ロウシャー）反応というものでした。たとえば、次のサイトの動画のような振動反応です。

http://flatfisher.blog68.fc2.com/blog-entry-222.html

振動反応の反応機構は、いくつかの反応が組み合わさって起きるために結構難しいのですが、この反応などは、生徒に対して酸化還元反応を深く考えさせるきっかけになるかもしれません。

「クリスマスの実験」のネタ探しをしていましたが、「振動反応」は面白いかもしれません。

長時間にわたって持続する濃度のデータなどお持ちでしたら、お知らせ下さい。

有機化学の始まり

随分ご無沙汰しているうちに、木の葉が舞い散る季節になりました。

（夏休みに教員免許更新のために受講した広島大学教育学部の実験に面白いものがあり、近いうちにサタケミで披露したいとは思っています。）

さて、本日の小ネタは「有機化学の始まり」について・・・

各校とも、２学期も半ばを過ぎ、そろそろ２年生は有機化学に入られた事と思います。

有機化学の説明を、教科書に書いてある、１８２８年のヴェーラーの予期せぬ尿素合成（無機物から有機物の合成）から入られた学校もあるのではないでしょうか。

ＮＨ4ＯＣＮ（シアン酸アンモニウム）　→　ＮＨ2ＣＯＮＨ2（尿素）

「シアン酸アンモニウムを加熱していたところ、尿素が得られた」と書いてある本が多いのではないでしょうか。

ちなみに、ウィキペディアにも次のように書いてあります。

シアン酸アンモニウム水溶液を加熱すると、尿素が生じる。 これは1828年にフリードリヒ・ヴェーラーが発見したものである。

後に大親友となったヴェーラーとリービッヒが、異性体であるシアン酸銀と雷酸銀の論争を１８２５年あたりに行っていたことから考えると、ヴェーラーのこの発見は偶然のものではないと考えられます。

　ところで、最近見たＤＶＤと本から、尿素合成とその周辺に関わる二つの知見を得ました。

１）ＤＶＤ「科学の歴史１００科学編」から（このＤＶＤは化学の全体像を知るのに最適です）

　「ヴェーラーは実験室においていたシアン酸カリウムと硫酸アンモニウムの混合物に、不思議な結晶が出来ているのに気づいた。その結晶を分析したところ、尿素であった。」という映像とナレーターがありました。こだわる必要はないかもしれませんが、このＤＶＤでは”シアン酸アンモニウムの加熱”とは言っていません。私は、「歴史的な大発見は、後世、様々に解釈される例だろうか」と思ったのですが、事実はどちらなのでしょうか。

２）山崎幹夫著「新化学読本」白日社刊から

　上記の本を最近読んでいたら、「”生命体から有機化合物が作られる”という考えは、１８２８年のヴェーラーの発見によって打ち破られたわけではない」という記述があり、ヴェーラーによって有機化学の第一歩が踏み出されたように考えていた私は、少々びっくりしました。

　いわく、生体成分の化学を「有機化学」と呼んだのは、ベルツェリウス（1779～1848）で、彼ですら、生体成分つまり有機化合物を作るのは「生命力」という特別な力の働きであると主張した、というのです。

　当時、（ヴェーラーによる）尿素の合成がそれほど大きな評価を受けたという証拠はなく、「生命は生命からしか生まれない」という思想は、実は２０世紀半ばまで多くの科学者の間で根強く信じられてきた、ともあります。

　この本の文脈からは、１９２３年のオパーリンの「コアセルベート仮説」や１９５３年のユーリー・ミラーの実験等によって、従来の思想が覆されてきた、というように書かれています。

　以上のようなことを読みながら、次のようなところが化学史的な事実ではないのかな、と思いました。

１）ベルセリウスの時代には一般論として有機化合物は生命体から出来るものであると考えられ、ヴェーラーの尿素合成などはあくまでも実験室において作られる特異な有機反応であると思われた。

２）その後、１９世紀末から２０世紀に入り種々の有機合成化学が発達する中でも、有機化学が生命現象の一端を担っているという認識は薄かった。

３）オパーリンの仮説やユーリー・ミラーの実験によって生命発生の過程が検証されるにいたり、有機化学と生命現象とのつながりが再認識され、さかのぼって最も初期の有機合成であったヴェーラーの尿素合成がクローズアップされるに至った。

　まあ、こうした考えが事実であるにせよ無いにせよ、現在の有機化学の隆盛の状況から見たヴェーラーの尿素合成の価値は薄れないと思いますが。

教員免許状更新講習とは

民主党政権に変わっても、「教員免許状更新講習」はしっかり残りました。

今更更新の出来ない頭ですが、昨年度から２年がかりで講習を受けています。

さて、免許更新講習について、簡単に示すと、次のとおりです。

１）３０単位の講習の履修と修得が必要。

２）そのうち１２単位は教職に関する講習、１８単位は専門（理科）に関する講習。

３）一日受講して６単位の取得となる。料金は、１日６単位で６，０００円。

昨年度は、理科の全国大会が忙しかったので、大会が終わってから教職に関する１２単位だけを取りました。（多くの更新者は、煩わしさから？１年で取ってしまうようですが・・・）

今年は、専門の１８単位です。せっかく受講するのですから、古びた頭に刺激を与える講座を探して欲張った末、次のような日程を立てました。（→以降は、率直な感想）

８／９「授業に生かす化学の最前線」６単位→４研究室の解説、参考になりました！

８／１０「最新の化学」６単位→最新!?の化学がわからないものもあり、泣きました。

８／１７「授業に生かす化学実験教材」６単位→授業に役立つ、実験ネタをもらいました。

以下の写真は、８／１７化学実験教材より。

上左⇒「とろろ昆布中のヨウ素」実験、　下左⇒ウッチーが覗いているのは、「みりんの偏光度」測定器

下左⇒小中学校の先生方のカルメ焼き→簡単そうで難しい！

下右⇒帰りに見つけた「ウルトラマン」の駅

「シュワッチ」なんちゃって・・・ 

化学部会総会、新出雲ウィンドファームの見学

８月１２日（金）出雲科学館で化学部会総会を開催しました。

お盆前の出雲科学館には、多くの家族連れが楽しむ姿が見られ、実験室１では企画実験が行われていました。

日程は次のとおりでした。

１３：３０～化学部会総会（H22年度報告、Ｈ23年度計画）

１４：００～鹿児島大会参加者３名からの報告

１４：５０～１５：３０　新出雲ウィンドファーム（十六島：風車公園）への移動

１５：３０～１６：１０　風車公園で事業者のﾕｰﾗｽｴﾅｼﾞ-の方から説明を受ける。

新出雲ウィンドファームの風車２６基×3,000ｋＷ=78,000ｋＷは、現在のところ国内最大の風力発電設備です。原子力発電所１基の出力は100万ｋＷですから、ほぼ1/10の発電能力があることが分かります。

風車１機3,000ｋＷの出力は、陸上用の風車で国内最高で、出雲の２６機と静岡県の磐田に５機あると説明を受けました。ローター（羽根の中心）までの高さが７５ｍ、羽根の半径が４５ｍということでしたから、最高１２０ｍの高さです。目の当たりにすると、その巨大さが体感できます。

風車の下の建物が、風車公園の建家ですが、比較すると風車の大きさが分かります。

１基６億といわれる価格、周辺の自然環境、低周波障害等のハードルはありますが、福島原発の事故以来、一層脚光を浴びている自然エネルギーです。

皆さんも一度行ってみてはいかがでしょうか。

全国理科教育大会（鹿児島大会）への参加

8/3～8/4、物理と化学の高校教員の全国大会である、全国理科教育大会に参加して来ました。

会場は市の中心部、城山にもほど近い「かごしま県民交流センター（左写真の近代的な建物）」でした。

左隣には「県政記念館（右写真：旧県庁舎本館）」が、少し離れた城山よりの一角には「西郷隆盛終焉の地」があり、維新の地を感じさせる場所です。

大会初日の「文部科学省講話」から聴講し、二日目の記念講演・研究協議、三日目の研究発表に参加して参りました。

平成２４年度から始まる「新教育課程」を前に、実験重視、化学リテラシーの定着等を強く感じた大会でした。

高校の化学実験に対して、次の写真のような趣旨の発表があり、「なるほどなあ」と思ったことです。我が身を考えて、何のために実験を行うのか、再確認したいと思いました。

様々な点で、科学や化学に対して再考する場を与えて頂き、感謝しています。

来年は北海道での開催ですが、多くの方に参加頂きたいと思います。

屋久島便り

３０年来のあこがれの地、屋久島に行ってきました。

日本最南端の高層湿原「花之江河（はなのえごう）」を、我が眼で見ることが出来、大変うれしく思います。

「一ヶ月に３５日雨が降る」といわれる屋久島ですが、この日は好天に恵まれました。

九州最高峰の宮之浦岳までの途中、恐竜のような岩がありました。

亜高山帯では花崗岩質の山体が、多量の雨で洗い流された地形が目立ちました。

花崗岩質の山頂からは、３６０度の展望が得られました。

 

下る途中で、縄文杉や下のウィルソン株も見ることができ、世界遺産の島を満喫しました。