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銅の精錬と利用 ①古代; 自然銅
足尾銅山を見学してきて、銅利用の歴史に興味を持ちました。銅は人間が初めて扱った金属です。足尾銅山に行ってきました→2021/7/11ブログ今回は自然銅の利用と精錬銅です。「銅製錬技術の系統化調査」 酒匂 幸男 国立科学博物館 技術の系統化調査報告 第6集 より以降の記述はこの「銅製錬技術の系統化調査」を参考にしています。古代文明は石器時代→銅器時代→青銅器時代へと変遷しています。初めての銅は銅石器自然。自然銅を叩いたり伸ばしたりして利用していました。貼り付け元 <http://copper-brass.gr.jp/copper-and-brass/copper/history> 精錬銅は酸化銅鉱を700～800℃で加熱してスポンジ状と したものから銅を得ていました。赤銅鉱Cu2Oでは ２Cu2O + C → 4Cu + CO2 木材を燃料に生活していた時の炉壁などから銅が遊離することで銅が鉱石から得られることを知ったと考えられています。その後、エジプトでは前５，０００年頃の墓から副葬品として銅製の武器や用具が出土されています。前３，８００年頃、シナイ半島においてはスネフル王によって銅鉱石が採掘されたという記録や、当時のるつぼも発見されており、 鉱石からの銅精錬技術があったことを示しています。前２，７５０年頃のエジプトのアプシル神殿には、銅で作った給水管が使用された事実があり、これは銅を薄い板にたたき出して、管にまるめて用いたものです。銅の歴史 日本伸銅協会←参考にしました日本の銅製錬の始まり 原料は自然銅や酸化銅で平安時代には精錬の難しい硫化銅へと変化しました。しかし、平安末期になると国内産が不足し宋銭を輸入して利用するようになりました。おもに、貨幣として利用されています。富本銭(貨幣)：飛鳥池遺跡から出土。鋳造年代が700年以前和同開珎(貨幣)：708年奈良大仏(総重量380ｔ)：奈良時代、500ｔの胴が使用皇朝十二銭(貨幣)：平安時代鎌倉大仏：1252年~ 中国銭が大量に使われる室町時代の終わりには天下は乱れ群雄割拠した武将は軍資金として の金、銀、銅の需要が増大し鉱山開発が盛んになったようです。次回は江戸時代・中世における鉱石(主原料は黄銅鉱)の精錬です。
2021.07.13
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NotebookLMで授業用スライドを作る
高校化学の先生方、いつも授業準備お疲れ様です。前回はGoogleのGeminiを使ってWEBのデータからきれいなグラフをつくる方法を紹介しました。すこしは授業のお役に立てましたでしょうか？「Gemini」を使って日の出・日の入りの時間をグラフ化→2026/1/9ブログしかし、「この内容をプレゼンできるようなスライドを作って」と入力したところ、スライドごとのテキストが表示されるだけで、すぐ使えるスライドは作ってもらえませんでした。GoogleのNotebookLMというサイトを見たところ、スライド生成がβ版ですがリリースされていたのでこれを試してみました。「NotebookLM」を検索し、web版の「NotebookLMを試す」から入ります。①NotebookLMのサイト②ソースの読み込み「+ノートブックを作成」をクリック、下の画面が出ます。今回は作成するもとの資料として、授業用に作った下のプリントPDF4ページをソースにアップロードしましたアップロードすると、内容が分析されて「提供された資料は、**物質の三態**と**熱運動**、およびそれらの変化に伴うエネルギーの挙動を解説する化学の学習教材です。粒子が温度上昇によって活発に動く様子や、**拡散**と**気体の圧力**が生じる仕組みが図解とともに示されています。また、**融解熱**や**蒸発熱**などの状態変化に関わる熱量に加え、分子間力の強さが**融点・沸点**に与える影響についても詳しく触れています。後半では、温度と圧力の相関関係を示す**状態図**や**蒸気圧曲線**が提示され、物質が固体、液体、気体へと移り変わる物理的境界が定義されています。全体として、ミクロな分子の動きからマクロな物質の性質までを体系的に学ぶための構成となっています。」と概要が表示されます。③スライドの作成右端のStudioにスライド作成があるので、クリックすると、大体10分くらいでスライドPDFを作ってくれます。全15ページのpdf資料ができました。内容が劇的、淡々と授業する私よりずっと印象に残るページタイトルです。もちろん、このまま授業に利用することはしませんが生徒のレベルに合わせて改変しながら使うつもりです。図は私が用意するよりずっときれいですのでそのまま使わせていただきます。いかがでしょうか、授業準備の時間がずいぶん少なくなったとは思いませんか？④おまけ；このテキストの「インフォグラフィック」全体を画像でまとめて表す機能「インフォグラフィック(β版)」があったので、作りました。この1枚ができました。
2026.01.13
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地球を作っている原子は何個？
「地球を作っている原子は何個？」小４のお子さんを持つお母さんからの質問です。計算してみましょう！かなりおおざっぱな計算ですが、挑戦してみました。地球は様々な原子からできていて、高校の教科書にも「クラーク数」など地殻を構成する原子と質量％で表したものがありますが、地球全体から見ればほんの皮一枚です。そこで、いろいろ調べたら、1966年にMasonが見積もった全地球の構成が見つかりました。Moganらの値もありますが、なんとなくカンでMasonで水素や炭素が見当たりません。水素・炭素は原子量が小さいので原子数が多い割に質量％に出てこないのでしょう。そこで、地殻・水圏・気圏を網羅するクラーク数も入れれば水素・炭素・窒素原子の数が算入できるでしょう。クラーク数の質量は大したことありませんので、原子数(物質量[mol])を計算したら合計します。（Masonの質量％)X(地球の質量5.97X10^27[g])÷(それぞれの原子量)＋(Clarkeの質量%)X(地殻・水圏・気圏の質量2X10^25[g])÷(それぞれの原子量)で、グタグタと表計算したのが次そんなわけで、大気圏・水圏・地殻・マントル・コアまで含めた地球を作る原子の数は１.３49X10^50個、かなり大雑把な計算なので、1.3X10^50個と出ましたー。13000000000,0000000000,0000000000,0000000000,0000000000個(便宜的に0が10個で”,”をうってあります)＊かなり急いでデータを集め、計算しました。間違いや、「こちらが適切なデータだ」というのがありましたらコメント欄でお教えください。
2018.10.11
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フェノールフタレインの変色を分子模型で納得する
構造式と実際の変色で見たものです。構造式からは分子構造と色の変化は説明しにくいです。しかし、模型を作れば…フェノールフタレインの2億倍分子模型です。写真左が中性から酸性、右は塩基性です。塩基性(右)では上部2つの芳香環が同一平面上にあり、長い共役系ができて可視光の吸収が起こることが納得できます。したがって、赤紫の発色となるのですね。酸性(左)では上部2つの芳香環がずれて、長い共役系ができず紫外光の吸収しかできません。それで、無色となります。
2024.03.07
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美味しそうに仕上げてみた閃亜鉛鉱ZnS結晶格子
どうです、美味しそうでしょ。ミカンとチェリーのパフェをイメージしました。Zn2+を赤で、S２-を黄色に塗ってみまました。イオンの配置はダイアモンド型の結晶格子と同じですが、イオン半径を考慮して、発泡スチロール球をZn2+は直径3.5cm、S2-は直径7cmを使いました。閃亜鉛鉱型構造と言います。結晶格子内のイオンの数を数え、密度からイオンの大きさを求めたりするような問題を中レベル以上の大学入試で出題されることがあります。左のような図から考えさせる出題なのですがこれは、初見でイオンの数を数えることは不可能です。そこで、こんな模型を作ってみたのです。「結晶格子内にZn2+、S2-は何個あるでしょう」模型から数えてみればすぐわかりませんか？答えはそれぞれ、４個です。閃亜鉛鉱はこんなべっ甲色をした結晶です。鉄を含むと色は本来の白〜黄色から黒っぽくなります。ところで、今半導体として脚光を浴びているガリウム砒素GeAsは同じ閃亜鉛鉱型結晶構造です。応答が早く、低消費電力だそうです。
2017.06.26
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ダイヤモンドの結晶構造はちょいとややこしい
ダイヤモンドは確かめられている中では天然で最も硬い物質です。材料の原子は炭素原子（記号C）だけです。酸素の中で熱すると燃えて、二酸化炭素になってしまいます。とっても高価なダイヤモンドなのですが、所詮、炭です。炭素原子が上右写真の黒球のように並び、共有結合でつながっています。この結合がとても強いので、硬く、融点も高いのです。この、炭素原子の並びを繰り返し立方格子の中に詰めると上左図となりますが、さっぱりわりませんね。立体的な模型で示すと右図になります。これも、アクリル板とスチロール樹脂で作った箱の中にスチロール球を詰めたものです。手にとってみると炭素原子がどのように結晶格子中に詰まっているかわかりますよ。この結晶模型は4000円で販売予定です。中レベル以上の大学入試にはダイヤモンドの結晶構造が出題されます。以下は「リードα問題集」の問題ですが、この模型を観察した生徒さんはすぐ答えが出ます。
2017.06.21
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シクロヘキサン、作り方のちょっとしたヒント
シクロヘキサンC6H12。六角形の分子で、６つの炭素原子が話になった構造を持っています。これを作るのですが、メタンCH4を作るつもりで７cm球＝炭素原子Cを4箇所カットして２箇所には水素原子（5cm球半分）を貼り付けておきます。あとは・・・・・、順に貼り付けてはいけません。３つ組みで平面に並べて貼り角度を調整してから貼り合わせてください。こうしてできた３つ組の接着面は平面となり最後の貼りわせでぴったりとなるのです。最後の貼り方ですが、シクロヘキサンは熱運動でペコンペコンと形を変えており、高校ではボートフォーム（ボートの形）とチェアフォーム（椅子の形）に変化しています。上の図でボートフォームに接着するととなり、チェアフォームに接着するととなります。この形の間をねじれながら熱運動で変化しているということです。
2017.07.16
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すみませんm(._.)m嘘でした??②ホールピペットの最後の一滴
すみません('◇')ゞ嘘でした①氷はなぜ滑る→2019/12/28ブログに続いて、「すみません...」です。題名の「ホールピペットの最後の一滴」の処理についてはJIS(日本工業規格)とISO(国際標準化機構)では違っています。世界中どこも同じだと思っていた処理法ですが教員として違いを知っておこうと思います。皆さんはホールピペットの最後の一滴をどう指導していますか？ホールピペットの最後の一滴(0,05mLくらい)の扱いについて２通りあります。①ピペットの先端を受器の器壁に当てたまま一定時間おく。②ピペットの先端を受器の器壁に当てたまま、吸い口を指で塞ぎ、玉の部分を手のひらで温めるなどして残滴を出す。日本では②の方法で行うようです。また、日本のピペットは②で計るように作られています。ガラス体積計の基礎知識 JIS R 3505 改正原案作成委員会 関係する部分をそのまま載せますが、はっきりと「こちらにする」とは書いていません。他でもホールピペットの最後の1滴http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/ubung/yyosuke/uebung/last_drop.htmこんな感じで、日本では①「自然に出るとこまで」か②「押し出す」どちらでいくのか決まっていないようです。最後に、質量，容量の正確な計量 - 日本分析化学会ここでは②「押し出す」方式です。国産の測容器が②で作られていのでしょうがないかなぁ。原文一部です。日本独自か、国際標準にするか、あいまいな状態が現在です。気になって高校の教科書を調べてみたが、「最後の一滴」の記述はありません。書けないのでしょうね。旧計量器検定検査規則（1993年11月1日まで）は球部を手で温めて出すと正確になるようにホールピペットを作りなさいとなっています。現在でもJIS規格にホールピペットについて明文化されていません。工場では、日本向け製品を旧計量器検定検査規則に従って「やむなく」作っているようです。(JIS規格には書いてないから)あいまいな感じで「すいません...」でも日本のホールピペットは旧計量器検定検査規則で作られておりそれは、手のひらで温めて最後の一滴を出す。欧米のホールピペットはISO規格それは、器壁に先端をあてて数秒待って、自然流出させる海外の文献を使ったり、留学したときに学生さんは混乱するだろうなぁ意識して教えた方がいいのかなぁ
2019.12.29
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PV＝nRT→気体の分子量測定の生徒レポート
PV=nRT→気体の分子量測定11/20のブログ（へのリンク）実験の生徒レポートが提出されました。以下は生徒の実験結果とCCl4四塩化炭素の分子量、および理論値(154)からの誤差です。毎年行っている予備実験では、何度やっても誤差３％以内に収まります。２クラス23班の実験結果です。誤差を計算させ、原因を追及させます。誤差がマイナスになる要因としては①冷やす時に丸底フラスコを傾けて、CCl4気体が流れ出てしまう②アルミ箔の締めが弱く、丸底フラスコを移動中にCCl4気体が漏れる誤差がプラスになる要因としては①CCl4液体の蒸発が完全でなく、丸底フラスコに液体が残っていたなどが、考えられます。生徒には、PV=(w/M)RTからM=(wRT)/(PV)のことを考慮して、V,w,T,Pの値についてMに与える影響を考えて欲しかったのですが.....我が校では20班(誤差+10.4%)の１名のみしっかりした誤差に関する考察をしました。彼の考察は「余分な四塩化炭素の気体がフラスコ外に出る前にフラスコをビーカーからあげてしまったから、W2が大きくなってしまい、誤差が生じた」まあ、実験はヘタクソだけど、合格かな....
2017.11.22
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模型を作る⑤中に入れる発泡スチロール球を切る
塩化セシウム型の結晶模型・斜め切りを作っています。今回は５回目、発泡スチロール球を切断します。この方法を身につけると、体心立方格子・面心立方格子は簡単にできるようになります。セシウムイオンは7.5cmの半球を購入しました。難しいのは、塩化物イオン、直径７cm球を45°の角度で切断すること。では、見ていきましょう。まず半分にします（上左）。ちょうど7cm球は200mLビーカーが切り型になります。球には半分のところにうすいついているのでそれに合う、ビーカーを探し、切り型にするといいでしょう。スチロールカッターで切ります（上右）。一回カットしたら、合わせて90°回してビーカにはめ直す。（上左）②の線がビーカー面に垂直になるようにしてセットして、ビーカーの縁をガイドに切ります。さらに、２本の切り線をそれぞれビーカー面に垂直にして切ると、1/8球ができます。1/8球を45°の角度で切って1/16球を４つ作ります。この時も、1/8球をまとめてビーカーにはめ、三角定規で45°を確認し、縁をガイドに切ります。カットした材料は（上右）です。私は、上の写真のような治具を作って使ってます。④で作ったは緒来の中に詰め込んでみましょう。ピタリと合わなくても、気にしない。特に、1/16球はまずあいません。あふれると思いますが、押し込んでください。確認したら、取り出して色ぬりと蓋の接着です。今日終えるつもりでしたが、この後は次回で。
2017.07.05
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生徒実験「酸化還元滴定」生徒のレポート
生徒実験「酸化還元滴定」生徒のレポートが提出されました。生徒実験「酸化還元滴定」オキシフル中のH2O2濃度の測定→10/10ブログ生徒がビュレットを操作するのは３回目で滴定操作もだいぶ上達しました。4回の滴定操作を早い班では25分、遅い班でも40分で後片付けまで終わらせています。実験の精度ですが、実験結果をヒストグラムにしてあります。２クラス、仮に１組・２組約80人弱が滴定しました。各実験班員一人１回は滴定操作することにしてあります。したがって、全員の滴定操作のヒストグラムとなります。とてもよく揃ったデータだと思います。どちらかというと、１組の方が丁寧に実験していました。◯実験前日にテキストを読んで、イメージトレーニングするよう指導してあるので、実験室に来てから「何すればいい？」と右往左往することなくスムースに取り掛かっている様子です。◯事故はありませんでした。わけわからず、器具を操作する生徒はいませんので、怪我なく、器具も一つも壊さず終えられました。◯ピペッターにH2O2水溶液を吸い込む生徒はいました。次の時間の実験に差し支えるので、申し出るように、次回から指導しようと思います。
2018.10.11
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自作ペリスタポンプで酸塩基滴定
先日作った、ペリスタポンプで酸塩基滴定をしてみます。滴定用ペリスタポンプを作ってみました→2019/06/26ブログ装置と実験器具は次の写真です。ビュレット先端にポリエチレンチューブをつなぎ、さらにポンプ、滴下用ガラス管へとチューブをつなぎます。①はじめに、0.1mol/LのNaOH水溶液に滴下用ガラス管を入れ、ポンプを逆転させて、NaOH水溶液をビュレットに注入します。←通常ビュレット上からロートを使ってNaOH水溶液を入れるのですが、面倒なので逆転スイッチをつけておきました。意外に楽です。②ビーカーにホールピペットで0.1mol/L塩酸10.00mLをビーカーにとり、スターラーにセットしフェノールフタレインを２滴入れました。③ビュレット目盛りを読んで、スイッチを「吐出」にし、流量つまみを高速にしてプッシュスイッチを押します。←押している間、滴下用ガラス管からNaOH溶液が塩酸の入ったビーカーに注がれます。④ビーカーに入った滴定液の赤→無色の変化が遅くなったところで流量つまみを絞って、流出を遅くします。こうすると、プッシュスイッチを一回カチッと押すと一滴滴下できます。⑤ビーカーの液が淡い赤色になったら滴定終了。目盛りを読んで滴下量を算出します。⑦かたずけ：洗浄はビーカーにためた純水を替えながら、3回ほど吸い上げ・吐出を繰り返して、ビュレット・ポリエチレンチューブ・ポンプ内のシリコンチューブを洗って終わり。2回滴定を行い、滴定結果はNaOH溶液は9.81mLと9.86mLでした。各回の滴定は1分以内でおわりました。コックを操作するより、圧倒的に速いし、正確です。生徒実験に使うつもりはありません。予備実験で私や実習助手さんが使うといいと思っています。化学部や他の生徒の研究用として供与したいと考えています。また、流量コントロールができるので、カラムクロマトグラフィーの滴下用に使えると思います。製作費は2000円を少し切りました。同じようなペリスタポンプが楽天で売っています。最安値は46389円でした。ペリスタルティックポンプ超低速価格：46389円（税込、送料別) (2019/7/2時点)楽天で購入
2019.07.02
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Geminiに聞いてみた；BB弾でフラーレンの模型を作る
筑波学園都市の産業総合技術研究所併設の「地質標本館」を訪ねて刺激を受けてBB弾を使って面心立方・六方細密構造を作りました。教科書おなじみミニの面心立方と六方最密を作りました→2025/5/2ブログ今度はフラーレンの模型を作りたいと思い、あれこれ工夫しましたが、なかなかうまくいかない。発泡スチロール球の周辺にＢＢ弾を貼り付けて作ることにしましたが、では発泡スチロール球の直径はいくらにしたらいいのか？GoogleのAIであるGneminiが利用可能になりました。chatGBTも使ってみましたが、Geminiのようが使いやすいので質問しました。Gemininiに質問「６ｍｍの球でフラーレンの模型を作りたいが直径はいくら」(なんとまぁ！おおざっぱな質問です。BB弾の直径は６ｍｍです。)回答6mmのBB弾（球）を使ってC60フラーレンの模型を作る場合、その模型全体の直径は、フラーレン分子の実際の直径と、BB弾の直径（原子の大きさのスケール）の比率で決まります。フラーレン（C60）の実際の直径フラーレン（C60）分子の実際の直径は、文献によって多少のばらつきがありますが、おおよそ 0.7ナノメートル (nm) または 7.1オングストローム (Å) とされています。（1 nm = 10 Å = 10$^{-9}$ m）6mmのBB弾でフラーレン模型を作る場合の計算6mmのBB弾を炭素原子に見立てる場合、実際のフラーレン分子の直径とBB弾の直径の比率を考える必要があります。正確な計算のためには、フラーレン分子内の炭素原子間の結合距離を考慮して、6mmの球を配置していく必要があります。しかし、60個の球をサッカーボール状に配置する模型では、球の中心から球の中心までの距離（結合距離）が重要になります。簡単な比例計算で考えると、もし、BB弾の直径が「炭素原子の大きさ」を表現していると仮定すると、フラーレン分子の直径は炭素原子の直径の約10倍程度になります。フラーレン（C60）の直径 D (フラーレン) = 0.7 nm炭素原子の直径 炭素を仮に0.15 nm（結合距離などから推測されるおおよその値）とすると、拡大率 = D (BB弾) /D(炭素) = 6 mm / 0.15 nm = 6,000,000,000 nm / 0.15 nm = 40,000,000倍したがって、模型の直径 D (模型)は、D(模型) = D(フラーレン) × 拡大率D (模型) = 0.7 nm × 40,000,000 = 28,000,000 nm = 2.8 cm補足：現実的なフラーレン模型について市販のフラーレン模型は、原子を球で、結合を棒で表現するものが一般的です。その場合、模型の直径は、球の大きさよりも、球と球をつなぐ棒の長さによって大きく左右されます。6mmのBB弾を使う場合、各BB弾が炭素原子の中心を表すと考え、それらを短い棒で連結することでサッカーボール型の構造を作ります。この場合、模型の全体的な直径は、BB弾の直径6mmと、原子間の結合距離を表現する棒の長さによって決まります。もし、ご自身でBB弾を接着して作るのであれば、各BB弾の中心を結んでサッカーボールの形にするのが一般的です。その際、模型の直径は、フラーレンの実際の構造比率を保ちつつ、6mm球の大きさに合わせて調整することになります。結論として、6mmのBB弾でフラーレンの模型を作る場合、模型全体の直径はBB弾の直径とその配置によって大きく変わります。 正確な模型を作るのであれば、フラーレンの結晶構造データ（結合距離など）に基づいて、それぞれのBB弾の中心間の距離を計算し、配置する必要があります。ご希望の模型がどのようなイメージかによって、具体的な直径は変わってきますが、上記は一つの目安として参考にしてください。丁寧に教えてくれました。2.8cm径の発泡スチロール球はありませんので3cm級で作ってみようと思います。
2025.06.11
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生徒実験：中和滴定のレポート
生徒実験：中和滴定を実施→9/18ブログの2年生２クラスの生徒レポートが提出されました。そのうちの１クラスを紹介します。次の写真は、そこそこよかったレポートです。水酸化ナトリウム水溶液の濃度は0.108mol/L。有効数字３桁滴定は４回行うように指示しました。この班のみ４回実施して、滴定も丁寧でした。食酢の濃度は4,2%でいい値だが有効数字３桁でかいて欲しかった。[考察]は裏にと言っておいたが、聞いてないので小さく記入。でも丁寧。他の班の滴定結果は① 6.60, 6.50, 6.45, 6.46mL(上記レポート)② 7.52, 7.40, 7.34mL③ 6.38, 6.17, 6.27mL④ 6.98, 7.00, 6.75mL⑤ 6.51, 6.53, 6.49mL⑥ 6,61, 6.53, 6.49mL⑦ 6.66, 6.29, 6.35mL⑧ 5.41, 7.04, 6.20mL⑨ 6.44, 6.47, 7.39mLと、雑な滴定もありましたが、今後「滴定曲線」「参加還元滴定」の実験でビュレットの扱いにも慣れてくるでしょう。はじめにしては、よく頑張っていると評価しています。どのクラスにも２割ほど「mol/L→%濃度」の変換ができない生徒がいます。1学期から、試験や演習などで４回すでに経験しており、５回目でこれができないのははじめから取り組む姿勢がない生徒だと思います。微積分を習っているくせに、算数ができないことに腹が立ちます。また、科学的な表現ができない生徒もいて、指導しました。つまり、レポート[考察]（５）共洗いは何のためにするのですか？の回答で、どうとでも取れる表現です。原因とその目的を具体的に書いていない。官僚のような文章です。典型的な官僚的回答。対象の濃度に影響を与えないようにするためと、対象以外の物質の混入を防いだりするため。もっと、具体的に原因と結果を示して欲しい。以上、レポートからでした。これから、滴定の実験する先生方へ「初めての滴定はこの程度です」
2018.09.21
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「凝固点降下で分子量を求める」生徒実験レポート
毎年、生徒実験「凝固点降下で分子量を求める」を行なっていますが、生徒実験の結果に満足いきません。溶質のナフタレンC10H8=128を実験結果から求めさせますが、誤差が大きいです。昨年は「凝固点降下で分子量を求める」⑤レポートに青ざめる→2018/1/9ブログにあるように、誤差の原因としてあげたのが以下でした①ナフタレンを溶かして溶液を作るときに、完全に溶解していない②グラフから凝固点を求める操作がわかっていない今年は、実験前の指導の時に上記①②を強調して話しました。さて、実験レポートなんですが、以下のように誤差が大きい縦軸人数、横軸誤差％です。−40％から＋50％まで広がってしまいました。あいかわらず、グラフ処理を間違えたり、乱暴にやって誤差が大きくなる原因となっている生徒が多いです。しかし、「そもそも実験方法や温度計や天秤など装置に問題があるのでは」と不安になってきました。そこで、後からですが、①天秤（感量10mg）に分銅をのせ確認しました。これは問題なしです。②使い込んだ古いデジタル温度計は正確なのか？新しいものを購入する予定があるのでそちらに期待しています。③新たな実験方法を開発し直す。今年の最初のベンゼン屋の作業は③「凝固点降下で分子量を求める」生徒実験の開発に決まりました。多少の生徒の手抜きがあっても、分子量の誤差が少なくなるような実験を作っていこうと思います。色々アイディアがあります。試案ができたらまたアップします。さて、生徒のレポートの特徴的なものを掲載します。①まあまあ、良かったグラフです。②縦軸１℃を0.8cmにとったグラフ、記入しにくいし、読みにくい。ミスの元だと思います。縦軸の原点を０℃にする必要はないのです。これは、グラフ処理の時に注意しておいたのですが、聴き損ねたかな？③グラフを小さく書いていて、凝固点の読み取りに誤差が出やすい④どうにも意味不明な処理をしたグラフ以上ですが、これらのグラフについて今日の授業の冒頭で指導しました。生徒のグラフ処理の未熟さは大いにあります。しかし、実験をしっかり準備した上でないと、これらの指導を厳しくできません。
2019.01.18
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方解石の面白い性質
方解石CaCO3の結晶は複屈折によって下に置いた字などを2重に見せる性質があります。バイキングの海底沈没船からたくさんの方解石の結晶がみつかりました。特に高価な結晶でもなく、何のためにこの石が船にあったのか長い間、用途がわかりませんでした。2011年に「PROCEEDINGS of THE ROYAL SOCITEY」に発表された論文"A depolarozer as a possible precise sunstone for Viking nabigation by polarized skylight"でこの石の用途が報告されました。方位磁石のない時代にバイキングたちは正確な太陽の位置を知るためにこの結晶を用いたというのです。この報告の解説をYOUTUBEで見つけたので転載します。nimspraさんの「鮮やか！実験映像27」というチャンネルです。くわしい解説はこちらの動画がわかりやすいので、ぜひ見てください。以前、鉱石や化石の販売・展示をしている「ミネラルショー」(東京で年2回)、で買ってあった方解石が手元にあったので実際に作って検証してみました。①黒い紙に1cmx0.3cm(大きさは適当です)のスリットを作ります。これに両面テープで方解石を貼り付けます。１本のスリットが2重に見えているのがわかるでしょう②昼間、太陽が出ているときに、太陽からだいたい90°の方向に方解石を空に向けます。太陽光の入る室内(ガラス越し)で見たものです。この後、横に振ったり、回転させたりしながらフリットから入る2重の四角の濃さを同じにします。はじめは、慣れるまで時間がかかります(5分ほど)が、こんな感じで、像の明るさが同じになったら、太陽の位置をシールでつけておきます。この時は12時前でした。③夕方4時ごろです。太陽があたらない日陰でみています。手前の四角が明るいので、太陽の位置は黄色いシールが指す方角・高度ではない。寒かったので室内に入りさらに窓際で動かしてみます。四角の明るさが一致したところです。太陽は黄色いシールの方角・高度かな？果たして、太陽はそこにありました。バイキングのSUN STONEなかなかすごい。曇りでも、太陽が建物に隠されていても、太陽の位置をしめしてくれます。ハチが方角を知るのも太陽の位置からだそうです。同じ仕組みで明るければ(当然夜はダメ)太陽の方位と高度を見つけます。
2020.01.09
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面心立方格子・体心立方格子を作りましょう2回目③球の切断…夏休み工作
面心立方格子・体心立方格子を作りましょう①設計②材料…夏休み工作→2023/7/1ブログに続き2回目です。今回は、③発泡スチロール球のカット 面心立方格子1辺6.1㎝では 4㎝球を 1/2が６個、1/8が8個 に切り分けます。 体心立方格子1辺6.1㎝では 5㎝球を １個、1/8が8個 に切り分けます。以上を使うと、ダイソーの「Cube Case 1」にぴったり入ります。以降、面心立方格子を例に作り方を続けます(体心立方格子も同じです)。私はレーザーカッターで木片をカットし「切断定規」を使っています。発泡スチロール球をよく見ると、ちょうど半分のところに細い線が入っているのでそれを目安に穴にはめ、スチロールカッターで切ります。このような定規がない場合は小さめのロートがちょうど半分に切るのに良い大きさでした。これをガイドにカットします。実験室にあるロートをさがすとちょうどいい大きさがありました。どうぞ、探してみてください。さらに、垂直に角度90°でカット。この時、自作の治具を使いました。1/2のカットした球には中心に穴が開いているので、その穴にカット線を合わせ、切断すると1/4球になります。続いてカットした半球を、ガイド線(中央に切断ガイド線に直角な線を引いておきます)にあわせて90°回転させて切断します。こうして、1/8球を作ることができます。この治具は角材と板で作ることができます。作るのに、それほど大変ではないので、製作してみてください。この治具は、斜めにアルミニウム枠のはすかいが90°になるようにつけてあります。さらに、2㎝、2.5㎝などガイドラインを引いてあります。もし、このような治具を作ることが困難な場合は先ほどのロートを使います。正確にはカットできませんが、私もかつてはこの方法でやってました。大型のスチロール球をビーカーをつかって1/8にする写真ですが、ロートでも同じです。一回カットしたら、合わせて90°回してビーカにはめ直す。（上左）②の線がビーカー面に垂直になるようにしてセットして、ビーカーの縁をガイドに切ります。さらに、２本の切り線をそれぞれビーカー面に垂直にして切ると、1/8球ができます。こうしてできた1/2球と1/8球をケースに詰めます。今日はここまで次回は第3回④アクリル板のカット⑤ふたの接着です。作り方の記事面心立方格子・体心立方格子を作りましょう①設計②材料…夏休み工作→2023/7/1ブログ面心立方格子・体心立方格子を作りましょう2回目③球の切断…夏休み工作→2023/7/2ブログ面心立方格子・体心立方格子を作りましょう3回目③ふたの切断接着(最終回)…夏休み工作 →2023/7/3ブログ
2023.07.02
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コロイド溶液の生徒実験レポート＝生徒に求めること
コロイド溶液の生徒実験→2021/11/11ブログ以下は、レポートの期待値で、私が書きました。コロイド溶液の生徒実験レポートが提出されました。授業で返却し、次の点について指導しました。①実験前の準備 1時間の実験には1時間の準備と1時間以上のレポート作成。生徒は合わせて3時間以上の時間がかかることを覚悟してほしい。何もわからぬまま実験室にやってきて。いわれた通り(書かれた通り)溶液を混ぜ混ぜして、「あら赤くなった、青くなった！」と騒いで終わりにするのは、小学校の実験ごっこです。◎実験前に操作をイメージトレーニングして、操作ごとにどんな変化が起こるか予想してほしい。 予想することで何を観察し、どう表現するか明らかになります。これは、実験まえに生徒にくれぐれも準備するように伝えたことです。しかし、、、＜生徒の結果の記録＞ここでは、チンダル現象に注目してほしいのに、「通ったか・通らないか」の視点でみている＜生徒の結果の記録＞３.(4)では、「色が薄くなること」ではなく、「沈殿が生じないこと」が重要な視点です。実際に研究し、結果を出すには、すぐれた仮説→それを証明する的確な実験計画が大切です。結果について予断をもって実験せよというわけではないが、「こうなるはず」という仮説をもつことは大切です。仮説と違う結果がでたら、それこそ、新たな発見への糸口になり、そこから研究が始まる。これが、生徒実験の意義だと思います。②色の表現 ＜生徒の結果の記録＞アクエリアス色、グレープフルーツ色、オレンジ色、レモン色などは”文学”における色の表現で、科学的ではありません。常に、訂正が必要です。③丁寧な記述 レポートをつくり、他人に読んでもらうには丁寧な記述とまともな日本語がどうしても必要で、当たり前です。論理がわからない、いやそれ以前に文字が読めないレポートも少なからずあり、それは評価できません。いやはや、なかなか実験できない＝なかなかレポート指導ができないので恥ずかしい内容になりました。たくさん訓練したいのですが、、、
2021.11.18
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面心立方格子・体心立方格子を作りましょう①設計②材料…夏休み工作
結晶格子模型を作ってみませんか?一辺6.2cmの面心立方格子と体心立方格子のかわいい模型です。ふたを接着せず、取り出して格子内の原子数を数えることもできます。私は複数作って生徒の手元において、しっかり観察してもらいながら解説しています。どちらも１つ550円でお分けしていますが、作るのにそんなに手間がかかりません。そこで、このブログの読者の先生方や化学部の生徒さんの部活動などで作ってみてはいかかですか？もうすぐ、夏休みなので、お勧めします。①設計箱はダイソーのキューブケース1つ体心立方格子は5cm発泡スチロール球２つ※1面心立方格子は4㎝発泡スチロール球4つ※1がちょうどよい他に、2ｍｍ透明アクリル板1辺6.2㎝正方形１枚②材料アクリル板2ｍｍ厚はモノタロウ、Amazon、楽天。どこで買ってもおなじですから、安いものを選んでください。※1発泡スチロール球どこで買う2023/5/30ブログきょうはここまで、次回は道具について作り方の記事面心立方格子・体心立方格子を作りましょう①設計②材料…夏休み工作→2023/7/1ブログ面心立方格子・体心立方格子を作りましょう2回目③球の切断…夏休み工作→2023/7/2ブログ面心立方格子・体心立方格子を作りましょう3回目③ふたの切断接着(最終回)…夏休み工作 →2023/7/3ブログ
2023.07.01
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夏期講習で分子模型
テーマは「溶ける？か溶けないか？」水に溶ける分子やイオン＝「水類」…と勝手に命名油（灯油）に溶ける分子＝「油（脂）類」…と勝手に命名知識や資料を調べて、班で手元の作業用紙に模型を置いてもらい最後に白板に貼り付けて（模型には磁石付き）発表してもらいます使う分子模型は全て二億倍。油に溶ける分子はみんな白黒。つまり水素と炭素からできた炭化水素。写真の右側。水に溶ける分子はイオンからなる物質か水素と他の原子からなる分子。写真の左側。この後、アルコールメタノールCH3OHから炭素を一つずつ増やしていってヘキサノールC6H13OHまでの分子が登場し、炭化水素基と水酸基のバランスから水ー油の溶けやすさが違うことを実験でみます。白板にはアルコールの分子模型がありませんが、模型は写真右下の机にあり白板で並べて実験結果を考察します。なお、白板左下にあるのはセルロースの模型で水類ですが、もちろん溶けませんが濡れることで水との親和性が高いと話しします。
2017.07.28
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2次元では誤解が生じる「錯視立体」を見てきました
御茶ノ水の明治大学博物館特別展示室で錯視立体の展示があり見てきました。ある方向から写真を撮るとこんな感じ。しかし、中央にボールを置くと、転がり出てしまいます。写真や片目で見るから、2次元で捉えて脳は誤解します両目で見たり別の方向から写真を撮ると、中央が高いのです。こういうのを「錯視立体」といいます。では、こんなのはいかが？鏡の前に立体が置いてあります。ハート型の筒ですが、鏡に映ったのは、、、視点を変えると違う。これが、模型を手にとっていじり回してみることの意義に繋がりませんか？教科書の図（2次元）では分からなかった、多くの発見をすることでしょう。
2017.07.23
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予備実験「水溶液の電離平衡」滴定曲線をもう一度
「水溶液の電離平衡」をもう少しで教えることになります。酢酸のpHや酢酸ナトリウム水溶液のpH、酢酸ー酢酸ナトリウム混合溶液のpHがこの「水溶液の電離平衡」で扱われますが、せっかくですから「酸・塩基；中和滴定曲線」を復習しながら、実験してみようと思いこの実験を企画しました。実験プリントです。塩酸・酢酸(約0.1mol/L)を水酸化ナトリウム水溶液(約01.mol/L)で滴定しながらpHをはかり、グラフに表します。この後、水酸化ナトリウム水溶液0mL,5mL,10mL(中和点)滴下した時のpHを計算で求め、測定したデータと比較します。この実験のテーマは以下です。①中和滴定曲線の復習 ②電離定数を使って、酢酸-水酸化ナトリウム混合液のpHを計算できるようにする実験の様子の写真です。スターラーで撹拌しながらpH計でpHを測定記録します。下のタッパーはスターラーです。電池式、回転数可変で自作。一台733円でした。小型スターラー回転数可変型を作る→2017/10/17ブログビーカーでなくコニカルビーカーにしたのは、pH計を入れると不安定になるからです。ちょっとビュレット先端が窮屈ですが、途中ビーカーが倒れてしまうことがありません。滴定始めの頃は１mLずつ、pHが高くなってきたら０.５mLずつ加えます。その指示はプリントを見てください。NaOHaqを20mLまで加えて、pHを記録し続けます。結果は以下です。NaOHaqを0mL,5mL,10mL加えた混合溶液のpHを理論的に計算し、▲と▪️で打点しています。これは、電離定数を与えて、生徒に計算させます。２年生の化学実験はこれで最終です。たくさん実験を企画し、実施してきました。入試問題を解いている時間に、あえて実験するのは自然科学が向かい合うべきは現象だと信じるからで、向かい合うから面白いと感じてもらえる。勉強する情熱はそこから生まれてくると思います。
2018.02.15
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sp2ベンゼン用角度定規試作用図面
ベンゼンなど120°結合角に球を切断するための角度定規の試作図面ができました。段ボールなどの厚紙で作り、補正してから、2mm厚MDF木板での完成を目指します。
2018.01.03
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1学期の授業準備②混合物の分離＝昇華法
煎茶からカフェインを昇華法で分離することをためしてみています。ちなみに、お茶やコーヒーで抽出されるカフェイン量は100mLあたりインスタントコーヒー0.06g、ほうじ茶0.02ｇ紅茶0.03ｇ、煎茶0.02ｇ だそうです。電熱器の上にステンレストレー、アルミ箔をのせて、煎茶を広げて30分くらい茶葉表面にカフェインの針状結晶がでています。漏斗には水滴、タール、カフェインの結晶がついていましたが、カフェインの白色結晶でなく茶色の針状結晶になり美しくない。まだ検討の余地ありそうです。昇華点は178℃です。あまり温度が上げないようにして、タールが出ない条件を調べてみようと思います。
2018.03.28
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補習「見えない粒を見る」化学実験講義
今日から夏季講習です。2年生８名と3年生１７名の７日間の補習を予定しています。今日は第１日目「燃焼と爆発：ものが燃える話し」です。以下は、3年生で行なった補習のKeyNote(MSではPower Pointに相当)の内容です。内容は2年生も同じです。初めの2枚はこの補習の目的と科学の方法をこの補習でも使うよという話。ついで、燃焼には「酸素が必要だ」では空気中の濃度はいくら？などと生徒に答えてもらいながら記入していきます。さらに、集気瓶に入れた酸素、窒素、二酸化炭素中でロウソクは燃えるかとの問い。面白いのは「窒素中でも燃えるかも？」と思う生徒が必ずいること。実験を見たことがないのです。理由を聞いて見ると、「空気の主成分だからなあ」とか「NO2ができるかも」とかいろいろでました。よく考えているなぁと感心もしながら、演示実験して、窒素ではちゃんと消えて決着。続いて、空気の分子イメージを考えます。１億倍分子模型O2とN2を用意して、1m四方の１億倍空気の模型を作るろうとしたら、何個のO2とN2の模型を入れれば良いか計算してもらいます。2,3年生共にこの計算の素養はありますが、結局計算できたのは1・２名。「単なる比例計算なんですよー」と正解を話して納得してもらいました。さらに、かたまりと粉、どっちがよく燃えるかを先ずは固体から。液体で続けて、固体(デンプン)での経験があるので液体(エタノール)では全員が正解。そして【問題6】気体です。フィルムケースにエタきよりノールを入れ気体にして、空気を入れて圧電素子で点火。音がパンとするので生徒は喜んでいます。「これは燃焼というより爆発ね」固体・液体の時より、酸素分子との衝突確率が増えて反応速度があるよね」てな話をしながら、反応速度の話を復習します。で、練習問題「鉄の燃焼」と「ガスの爆発」小さなビニール袋(傘袋1/3)にブタン１と酸素３体積を詰めたものとブタンだけのもの。予想の後、長い棒の先に付けた上記のビニール袋をアルコールランプの火に近づけて点火します。ブタンだけだとぐわっと火が出るだけですが、酸素が入っているとドンと爆発します。（実際にやってみようと考えている先生は一度相談してください。演示実験時にはかなり気を使ってやらないと事故の可能性があります。よくあるのは混合気体の量が多すぎで大きな爆発）ちょっとびっくりしてもらってから、紙コップロケットの検討を班で議論しながらやってもらいます。報告までして、１時間３０分の補習が終わりました。明日は有機化学入門（分子間力の復習もかねて）です。
2018.07.23
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森美術館「建築の日本展」ーー表参道散歩
「エルリッヒ展」以来の森美術館にいってきました。栄螺堂は二重らせん→8/1ブログこの夏は栄螺(サザエ)堂を会津に見にいきました。この建物の構造がピンとこなかった。ちょうど、この展覧会で模型と図面が展示されるので確認兼ねて行ってきました。(パンフから)さて、「建築の日本展」、森美術館で9/17まで。古来からの日本建築の設計と技を９のテーマで展示してありました。日本建築の素材は木材ですが、それが近代建築に生かされている様子。日本建築について印象的だったのは・木組みの技・五重の塔などの心柱は支えるのでなく吊るされている→これが免震構造でスカイツリーなどに生かされている・外との曖昧な仕切りが特徴・西洋はがっしりとした壁、日本は屋根気に入った建物は・梼原 木橋ミュージアム 隈研吾 設計・富士山世界遺産センター 坂 茂 設計ぜひ訪ねてみたい建物が増えました。この後、地下鉄を乗り継いで、千代田線・表参道駅。A2から出ると目の前がApple Store、そこで、娘と待ち合わせして、そのうらのRIVER CAFEでランチしました。オーガニックなメニューが中心ですが、お腹いっぱいになります。奥まったところにあるので、オフィスの昼休みでしたがすぐに座れました。台風の影響でしょうか、小雨が時折降る天気でしたが、涼しくてランチの後はテラスでコーヒーしました。今日のルートです。
2018.09.03
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生徒実験「化学反応の速さ」①実験計画とテキスト、予備実験
生徒実験：化学反応の速さ（生徒実験）→18/2/9ブログ毎年、生徒に楽しんでもらっている「化学反応の速さ」の実験を来週行います。ヨウ素酸カリウムKIO3溶液と亜硫酸水素ナトリウムNaHSO3溶液を混合するとヨウ素I2が生じ、これを加えておいたデンプンで黒く呈色させます。この反応は、一定時間後無色の溶液が突如黒変して生徒がびっくりします。今年は、実験器具を減らして、しっかり温度調節が行えるように、少し実験操作を変更してみました。以下、実験テキストです。今年は、温度をできるだけ早く水温と等しくするために①目盛付き試験管の目盛で5mLずつ測らせる②300mLビーカーの中で試験管を揺らす③試験管で混合して、その試験管を300mLビーカーに戻し、温度変化を抑えるこれらの方法は、ずいぶん昔にやっていた方法ですが、最近は昨年の実験操作にあるように、100mLビーカーに試験管中の２液を投入していました。これを上記のように以前のやり方に戻します。予備実験です。グラフにしました。NaHSO4の濃度変化に伴う反応の速さが左。しっかり濃度に比例しています。右は温度を上げた時の反応の速さです。「温度が１０℃上がると速度は２〜３倍になる」と教科書にありますが、毎回その様子を見ることができません。試験管内の温度が十分に上がって(下がって)いなかったのか？生徒の実験の様子を見るこのとにします。なお、KIO3水溶液を薄めて反応の速さをみてみましたが、薄めると反応が起こらない場面があり、そちらは採用しませんでした。
2019.02.08
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凝固点降下のデータ処理・グラフのレポート
凝固点降下の実験を毎年行っています。今年は残念ながら、実験できません。そこで、凝固点降下のデータ処理・グラフ…実験できないので→2020/8/20ブログデータを与えてグラフを書くレポートを出しました。提出されたレポートから典型的なものを紹介します。①使ったデータ②生徒のグラフ（典型的なもの）凝固点降下のデータ処理・グラフ…実験できないので→2020/8/20ブログで指示した書き方をよく守ってくれて書いてくれいるんだけどナフタレン―シクロヘキサン溶液の外挿線のと書き方が惜しかった。大体190秒以降は温度一定で、ここは「共晶」領域※１になると考えられる。（上の図で楕円の部分）「共晶」については、授業で説明したが、実際のデータにあたってみないと認識するのは難しいのだと思う。したがって、外挿を引くときにこのデータを入れてはならない。※１「共晶」溶液部分の濃度が高まり、飽和溶液になるので、シクロヘキサンとナフタレンが共に結晶化する。このため、濃度は一定。したがって、温度は一定となる。③グラフを書かせて、期待すること(1)縦軸―横軸の単位をしっかり意識してグラフを見ることができるようになること(2)グラフの変化と実際の現象を関連させることができるようになること以上のことを特に期待して、返却・指導していきたいと思います。
2020.09.12
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コロナ下、クラス半分でやっと実験…「コロイド溶液」
実験が制限されています。これまで40人1クラスで実験を行ってきましたが、4人/実験台で対面になるためにできませんでした。そこで、クラスを半分に分け20人(2人/実験台)で実験します。残りの20人は講義室で自習です。6クラス(40人5クラス・20人1クラス)で合計11回の実験になります。実験テーマは「水酸化鉄(Ⅲ)コロイドを作り、性質を調べる」です。[1]水酸化鉄(Ⅲ)コロイド溶液をつくるはじめにFeCl3溶液を沸騰水に加えて色の違いを比較します。FeCl3溶液を加えた試験管に残っているFeCl3溶液に純水を加え、色を比較します。[2]透析セロファンで透析します。5分間、純水中に付けておきますが、待っている間演示用に用意してあるチンダル現象、電気泳動、煙のブラウン運動を観察します。チンダル現象；左はK2Cr2O7aq、右はFe(OH)3コロイドです。電気泳動；140Vの電圧をかけています。1,2分で陰極に動いている様子です。生徒が観察終えたら、逆に電圧をかけて元に戻し、次の実験にそなえます。[3]透析した純水中のイオンの確認Cl-、Fe3+,H+を確認します。左から、硝酸銀aqでCl-イオンの確認、K4[Fe(CN)6]aqで未反応のFe3+の確認メチルオレンジで酸性確認→H+の確認です[4]精製した水酸化鉄(Ⅲ)コロイドの凝析と保護コロイド左からNaClaq、Na2SO4aq、を加えたもの保護コロイドとしてゼラチン溶液を加えたのちNa2SO4aq、を加えたもの[結果・考察]以上です。今年から、学校をかわりました。生徒は、よく勉強する、素直な生徒たちです。私の実験後の感想①セロファンを糸で結べない生徒がいました。生活体験が不足しているなとおもいます。②色を表現できない生徒が多いです。機会を見つけて色のお勉強が必要かな？③沈殿が起こったり、色が変わったりする意味を考えて実験していないようです。 授業ではよくわかっていそうな生徒に、どのイオンがこれらの変化を起こしているか？と試験管を前に質問しても回答できません。 物質を前にして、変化を起こすイオンを考えられない。座学だけではだめだと強く実験の意義をかんじます。関連です。かつて他校で行った「コロイド溶液の性質」の実験です。生徒実験：コロイド溶液の性質(実施)→2018/1/29ブログ生徒実験：コロイド溶液の性質（レポート）→2018/1/30ブログ
2020.10.07
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ラズベリーパイpicoでCO2測定④フリスクサイズのCO2モニター
CO2モニターができました。11x3.5x1.2cmのケースに収めました。ケースは２ｍｍのアクリル板をレーザーカットして作りました。①ハードウエア ラズパイpicoとの配線は以下のようにしました。ここで、MHZ-19CのRXにPICOのUART-TX、MHZ-19CのTXにPICOのUART-RX、をつなぎます。実は逆につないで、動作せず。しばらく悩んだ。②ラズパイPICOのコーディング MicroPythonで組んであります。ラズパイPICOを初期化して(やり方はYouTubeやWEBで検索してください)USB経由でWindowsのThonnyからコーディングします。PICO内の不揮発メモリーに２つのコードを保存します。必要なものは、ssd1306.py：OLED用ドライバーです。main.py：CO2センサーからデータを取り、表示するコードです。ssd1306.pyはThonnyの”ツール”→”Manage packges...”から検索してダウンロードします。右上、[Serch on PyPi]をクリックすると"micropyton-ssd1306"があたりますので、[インストール]を押してRaspberryPICOに保存します。main.pyは以下です。################################################################ SSD1306 OLED Display I2C Tests with the Raspberry Pi Pico# 2021/5/7 by BenzennYa# ssd1306 package from# https://github.com/raspberrypi/pico-micropython-examples/tree/master/i2c/1306oled# Raspberry Pi PicoでCO2濃度を測定する by Qiita@SamAkada# https://qiita.com/SamAkada/items/f9bbd8f777d8aa7fc6d9#################################################################from machine import Pin, I2Cfrom ssd1306 import SSD1306_I2Cimport utime#pix_res_x = 128 # SSD1306 horizontal resolutionpix_res_y = 64 # SSD1306 vertical resolutioni2c_dev = I2C(1,scl=Pin(15),sda=Pin(14),freq=400000) # start I2C on I2C1 (GPIO 26/27)i2c_addr = [hex(ii) for ii in i2c_dev.scan()] # get I2C address in hex formatoled = SSD1306_I2C(pix_res_x, pix_res_y, i2c_dev) # oled controller#----画面表示---oled.fill(0) #OLEDの表示を消すoled.text("CO2: ppm",20,0) #数値表示用の固定文oled.line(0,10,0,64,1) #グラフ軸oled.text("1K",2,40,1)oled.text("2K",2,15,1)oled.show()#gx=0 # グラフx軸初期化mhz19c=machine.UART(1,baudrate=9600) # UART#----CO2数値とグラフの表示---while True: for gx in range(98): data=bytearray([0xff, 0x01, 0x86, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x79]) mhz19c.write(data) mhz19c.readinto(data,len(data)) co2=data[2]*256+data[3] print(str(co2)+'ppm') oled.text(str(co2),60,1) oled.show() utime.sleep(1) # 時間をおいて # CO2数値を消去 for v in range(8): oled.line(60,v,100,v,0) oled.show() # if co2 > 2200: co2 = 2200 oled.line(gx+20,64,gx+20,64-int(co2/50),1) # 棒グラフを書く oled.line(gx+21,64,gx+21,15,0) # 一つ先の棒グラフを消す oled.show() #oled show #横軸97picselで先頭に戻す if gx == 97: oled.line(20,64,20,15,0) #先頭の棒グラフを消す gx=0#-----------それぞれ、コメントを入れてありますので参考にしてください。なお、 utime.sleep(1) # 時間をおいてで、1秒間隔で測定表示していますが、10秒～60秒；utime.sleep(10)やutime.sleep(60)くらいが実用的だと思います。③その他 電源（USBを差し込む）を入れるとmain.pyは自動的に動きます。 MHZ-19Cは、補正をかけることができるのですが、動作しなくなったら怖いので、そのまま使っています。換気の良い室内で470ppmですので、目安としてはいいと思います。 また、電源投入時はおかしなデータが出力されます。1分ほど待つと、確からしいデータが出てきますのでしばらく待つといいでしょう。以上です。
2021.05.07
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きれいな塩化ナトリウム結晶を再結晶で作る
CHASE氏の論文から水溶液から再結晶によって、塩化ナトリウムNaClの結晶を作るのは難しいです。それは、温度により溶解度が変わらないからです。飽和食塩水から水を蒸発させることで結晶を作るのですが、種結晶を糸でつるすと、にごったり、ボコボコした結晶しか得られません。糸のほこりが原因していると思われます。GIGAZINEによって塩の結晶づくりが紹介されていたので試してみました透明度が高い完璧な「塩の結晶」の作り方が3年かけて編み出される、その記録が公開中 - GIGAZINE元ネタはCHASEさんの論文でHow to Grow Sodium Chloride Crystals at Home冒頭の写真は彼の論文からとりました。できるだけ、論文に沿って実験を始めます。①飽和食塩水を作る室温20℃の実験室で、NaCl 45.4g を 純水 103g に溶解(NaClの溶解度は各温度だいたい37)スターラーにかけて、シャーレでふたをし4時間攪拌しました。元論文は加熱溶解して室温まで冷ますとありましたが、加熱しませんでした。②飽和溶液をろ過して、再結晶はじめる翌日いったん攪拌後、飽和溶液をろ過、2種のシャーレに入れて、アルミ箔でふたをして実験台下棚に保存しました。これで、水がゆっくり蒸発してきれいなNaCl結晶ができるでしょう。③再結晶の様子 24時間後(12/9・8:20)、結晶は出ていませんでした。夜間10℃くらいまで冷えるので、蒸発が遅いと思います。 5日後(12/14・12:00)、一つのシャーレに1mm以下の結晶が浮いていました。 さらに5日後(12/17・10:25)、たくさん結晶が出てきました。だいたい５ｍｍくらいのきれいな結晶が２つ析出していました。しばらく置いておいて、少し育ったら拾い上げようと思います。今回は、ここまで。反省は、（１）加熱溶解して室温までさましたほうがよかった（２）冬場は温度が低いので蒸発が遅く、何日もかかった。 時期を選ぶか、温度の高い場所に静置すればよかった。今後、また経過を報告します。なお、これまで塩化ナトリウムの結晶は、岩塩を割って取り出していました。「岩塩かち割り」と塩化ナトリウム型結晶2017/7/29ブログ
2021.12.19
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重くない哲学の本はいかが？「哲学者と象牙の塔」田中正人
哲学者と象牙の塔 [ 田中 正人 ]哲学って難しい。たくさんの哲学者が「真・善・美・倫理・生き方…」についていろいろな見解を述べていて、もっと網羅的に、お気楽に概観できる本はないかと探していました。この本は、デカルト「二元論」・デモクリトス「原子論」・スピノザ「汎神論」プラトン「イデア論」・ベンサム「功利主義」・西田幾太郎「純粋経験」を悩める現代人とそれぞれの哲学者の対話と漫画を通して紹介しています。ちょっと中身をのぞいてみます。デモクリトス「原子論」と「スワンプマン」すべて物は原子からできている。誰もが知っている。ならば、人を髪の毛・脳・筋肉・内蔵・皮膚すべてを原子・分子レベルでスキャンしてデータを転送し別の場所でそこに用意された原子を使って再構築したらSFスタートレックのようなテレポート転送装置ができる。(これはデモクリトスの原子論とはちがう同一性の議論ですが)思考実験として漫画が描かれています。こんな感じのかわいい漫画です。(著作権侵害しそうですが、勘弁してください)いま、デモクリトスのコピー元とコピー先が２人います。体も思考・主観も完全に同じデモクリトスがコピーされました。ここでコピー元を消去すれば「転送完了」となります。訪問した相談者は、大いに戸惑います。コピー元を殺すことになりはしないかと、、、思考や感情や主観までコピーできるのか、、、他者との共感を深めていた、その他者が完全なコピーであっても同じように共感できるのか、、、完全なコピーであっても、コピー元とは違うような気がして違和感や不安を感じています。私が私である「同一性」は何によって支えられているのか、それは、脳のシナプスの接続と行きかう分子の動きなのだろうか？まあ、ずーっと考えるのが哲学で、答えが出なくてもしょうがない。混乱させてもらい、それを楽しみましょ。ところで、赤血球は約120日ですべて入れ替わります。 脳・肝臓・腎臓は約1年、皮膚は約1か月、胃の粘膜は約3日、腸の微絨毛は約1日で入れ替わるとさ れています。再生するための原子は排出されるものもあれば、外部から取り入れるものもあります。体は壊しては作ること繰り返していて、何年かするとほぼ別の体になってしまいます。※スワンプマン：アメリカの哲学者D.デイビットソンの思考実験ハイキング中、死んだ男が脳も体もそのまま沼(スワンプ)からよみがえり、そのまま社会生活を滞りなく進める。世界は何も変わらない。この思考実験は「同一」とはどういう意味かという問いを発している。
2025.02.22
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タイトル下のリンクはGeminiで作ってもらいました
生徒実験のまとめリンクをタイトルの下に作りました。タイトル直下の欄はデザインの変更から「自由欄」を変更します。しかし、記事タイトルからリンクを貼る(上の表)のはHTMLで記述する必要があり、とても面倒でした。そこで、GoogleのGeminiに頼って記述してもらいました。①Geminiを立ち上げて、実験まとめタイトルとURLを貼り付け貼り付けたテキストは以下です「分離と精製」生徒実験と授業の資料https://plaza.rakuten.co.jp/cynqa2/diary/202512240000/「コロイドの性質」実験や日用品、風景https://plaza.rakuten.co.jp/cynqa2/diary/202512210000/(中略)気体の性質(ボイルシャルルから状態方程式)https://plaza.rakuten.co.jp/cynqa2/diary/202601260000/補習「見えない粒を見る」化学実験講義https://plaza.rakuten.co.jp/cynqa2/diary/201808050000/iPadを教室の授業で使うhttps://plaza.rakuten.co.jp/cynqa2/diary/202008300000/②内容に関するまとめが表示されるすると、張り付けた内容について以下のまとめが表示されます。ご提示いただいた「ベンゼン屋」のブログ記事を、化学教育における「実験の効率化」と「視覚化・概念理解」の観点から整理しました。これらの資料は、限られた授業時間の中で、いかに生徒が本質的な現象を捉え、理論（数式やモデル）と結びつけられるかという工夫が凝らされています。1. 物質の分離と基礎概念実験の導入や基本操作において、時間を短縮しつつ視覚的な理解を助ける工夫です。分離と精製（ろ過・蒸留・抽出）: 分液ろ紙の活用により、従来の分液漏斗よりも手軽かつ迅速に有機層と水層を分離する手法が紹介されています。(以下略)③初めの指示「リンクを貼るHTMLをつくって。３列の表にして、当初のタイトルと続くリンクを結び付けて」と指示しました。以下の対応が表示され、HTMLで結果が表示されます。ご提示いただいたブログ記事のタイトルとリンクを整理し、Webサイトやブログにそのまま貼り付けられるHTML形式の表を作成しました。視認性を高めるため、以下の3列構成にしています。１．分野・カテゴリ（内容から分類）２．記事タイトル３．リンク（「リンク」というテキストに埋め込み）これでは、どんな結果になるかわからないので、メモ帳にコピー・ペーストして、「名前を付けて保存」を選び、「temp.html」などと名をつけて保存します。保存したファイルはダブルクリックでブラウザに表示されます。その結果が以下です。「リンク」をクリックすると該当の記事へ飛ぶようになりました。文字の大きさ「8pxを10pxに置き換えて」とGeminiであらたに指示し、「タイトルをクリックするとリンク先に飛ぶようにして」と指示しました。③２列表示にして表完成へ「列間を最小限にして、横2段に、一行4列の表にして」と指示して完成です。できたHTMLの冒頭がこちらです。そして、メモ帳にコピーし、temp.htmlとして保存、ブラウザに表示させると④ブログの冒頭へ表示「デザインの変更」から「自由欄」を変更します。それまでのアフィリエイトのリンクを消して、完成したHTMLをそのまま追加で貼り付けました。HTMLはあまり詳しくないので、以前「自由欄」を書き換えたときは長い時間がかかりましたが、今回は指示を出すだけで、１時間もかからずに作ることができました。AIのGeminiは侮りがたいです。また、リンク先のまとめ冒頭の図はnotebookLMをつかって作っています。これも、対象の記事のURLを読み込ませ「インフォグラフィック」をクリックすると作ってくれます。気に入らなければ注文を付けます。
2026.05.08
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生徒は初めての化学中間試験
5月20日に2年生理系「化学基礎」1学期の中間試験がありました。公開して良い時期になりましたので、試験を公開します。試験範囲は分離・原子・イオン結合・共有結合・配位結合まで50分の試験です。2年理系は４単位です。１年間で理論化学をほとんど終えるペースです。生徒は終了まで、書き続けなければならない量の問題で、１点と２点の配点です。授業では、イオンからなる物質や分子の名称、指数計算についてドリルを重ねてきました。結果は教えている２クラス、70名で平均値79.97点、中央値81点でした。以下ヒストグラム。できの悪い問題は【５】と【９】。今後の、化学反応式・物質量に向けて、物質名と指数の計算は必ずできて欲しい。1学期の中間は自信持って化学に取り組めるかどうかの大きな山場です。生徒には、多少なりとも自信をつけてもらったような気がします。
2018.06.08
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BB弾使って、六方最密構造と立方細密構造(面心立方格子)を作りました
いつも発泡スチロール球を使って結晶構造模型を作っていますが、BB弾(直径6mm)を積み上げて六方最密構造(写真左)と立方細密構造(面心立方格子・写真右)を作りました。この作りは茨城県つくば市の産業総合技術研究所併設の「地質標本館」にあった「雛段飾り」を参考にさせていただきました。地質標本館を訪ねました；結晶構造雛段飾りおもしろい →2052/3/9ブログ段飾りの一番下右端の２つを作りました。＜作り方＞(ビジュアルワイド図説化学・東京書籍第8版)①材料：厚紙か板、BB弾、プラモデル専用接着剤(液状)、両面テープ②どちらも最密構造なので、弾をキチキチに貼り合わせるので、作りやすく、丈夫な模型です。ただ、上図左のようにＡ層・Ｂ層を繰り返す六方最密上図右のようにＡ層・Ｂ層、位相を変えてＣ層、3層を繰り返す立方最密を意識して作ります。六方最密構造③厚紙の上に両面テープを1cmほどはり、BB弾3つをくっつけてのせ、接触面に接着剤をふた付属のブラシで塗り付けます。これを繰り返して一辺4粒の六角形を4枚つくります。④この上に2段目のBB弾を接着しながらおいていきます。これを3つ作ったら重ねて貼り合わせます。⑤最後に残った6角形の1枚を乗せて接着して完成です。BB弾はいろいろな色のものがありますので選んで作るとよいでしょう。立方細密構造(面心立方格子)⑥厚紙の上に両面テープを1cmほどはり、BB弾3つをくっつけてのせ、接触面に接着剤をふた付属のブラシで塗り付けます。これを繰り返して一辺6粒の正三角形を作ります。⑦この上に一辺5粒となる正三角形を作るようにBB弾をなせて貼り付けます。さらにその上にBB弾を乗せて接着。三角錐を作ります。⑧別に底辺5粒の三角錐をつくり、⑦の三角錐にはりあわせて完成です。六方細密構造では、BB弾は一つ置きに同じ位置に重なります。立方細密構造(面心立方格子)ではBB弾は二つ置きに同じ位置に重なります。上の写真で見つけやすいので、重なる球を探してみてください。
2025.03.29
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