いますぐできるわくわく化学実験

〜化学の授業にときめきと感動を〜



 ■ 課題研究 ■ 


 これらは、課題研究・探究活動としての例を挙げてみました。この他にも多くの実験があります。生徒にとって創意工夫のある研究がいいのですが、時間・能力的にもあまりない場合が多いのは確かです。あくまでも参考にして下さい。


第1章 物質の構成と物質量

No題 目内  容  例
溶解度曲線を用いて、混合物を分離 NaCl5gとホウ酸5gを熱水50mlに溶かして冷やす。
NaCl10gとミョウバン10g 〃
醤油中の塩分を分離 水分を蒸発乾固させ、水を加えて塩を溶かしだし、ろ液を蒸発乾固する。
蒸留して分離 例1:赤ワイン・焼酎を蒸留してアルコールを回収する。
例2:海水を蒸留して水を取り出す。
ろ過して分離 例1:水に溶ける物質と溶けない物質から水に溶けない物質を分ける。
  水に溶ける物質の例:塩、硫酸銅、砂糖、味の素・・・・
  水に溶けない物質の例:硫黄、デンプン、金属粉、チョークの粉、砂・・・・
 例2:油(灯油など)に溶ける物と溶けない物から油にとけない物質を分ける。
  防虫剤と砂(塩、味の素)など
食塩水と真水を見分ける 食塩水と真水をなめずに見分ける方法をみつける。
インクやマジックを分離 薄層クロマトやチョークを用いて分離する。
水道水中の塩素の検出 例:1%食塩水を薄めていき、硝酸銀を加える。水道水に硝酸銀を加えた水溶液の濁り方が同じ溶液から水道水の濃度を知る。
カフェインを取り出す 番茶からカフェインを取り出す。
貝殻の成分を調べる 貝殻にどのような成分が含まれるか調べる。
10食品から色素 着色料の含まれた食品から色素を取り出し、毛糸を染めてみる。
11化学反応式 例1:気体を発生させて、マグネシウムの量と気体発生量からグラフを書かせ、反応式を考える。
例2:反応式から気体発生量を予想して、予想と結果が一致するか。
 気体発生法:酸(塩酸など)に金属(亜鉛・マグネシウム・カルシウム・アルミニウムなど)、炭酸カルシウムに塩酸、水にカーバイドなど
12質量保存の法則 燃焼、気体発生などの化学反応を通して質量保存の法則を証明する。
13定比例の法則 銅と硫黄、鉄粉なの燃焼などの反応から定比例の法則が成り立つか求める



    




第2章 化学結合

No題 目内  容  例
溶解と極性 塩化ナトリウム、ヨウ素、メタノール、エタノール、1−ブタノール、ベンゼン、ニトロベンゼン(四塩化炭素)を水に溶かして溶解性をみる。上の溶液をベンゼンに溶かして溶解性をみる。



         




第3章 物質の状態

No題 目内  容  例
溶解度から溶解度曲線を描く 例1:結晶を水に加え、何℃で結晶が溶けるかを調べ、溶解度曲線を描く。
例2:再結晶の温度から溶解度曲線を描く
巨大結晶作り 加熱した水に化合物(硫酸銅、ミョウバン、食塩、砂糖など)を溶かし飽和溶液にする。冷却して巨大結晶をつくる。
凝固点降下 水溶液の凝固点降下を調べる。
気体の分子量の測定 例1:丸底フラスコをアスピレーターで減圧し、ビニール袋に捕集した空気、各種ガスを入れ、気体の状態方程式より分子量を求める。
例2:発生させた気体を水上置換でメスシリンダーに捕集し、分子量を求める。
気体の密度を求める 発生させた気体の密度を求める。
溶液の凝固点から分子量を求める 食塩水などを寒剤で凝固点を求め食塩の式量を求める。
空気の重さ・密度をはかる 例1:スプレー缶やペットボトルに空気入れで空気を送り込み空気の重さをはかる。水上置換で中の気体の体積をはかり密度を求める。
例2:同様に色々な気体(都市ガス、プロパンガス、ブタンガスなど)の密度・分子量を求める。
ボイルの法則 例1:注射器中に空気を入れ、体積が収縮するときのはかりの値からボイルの法則を証明する。
例2:エアーマジックの中に注射器と気圧計を入れて、減圧したときの体積と気圧からボイルの法則を証明する。
シャルルの法則 気体を加熱冷却したときの温度と体積の関係からシャルルの法則と絶対零度を求める。
10分子量を求める 例1:注射器に気体を入れ、体積と質量から分子量を求める。
例2:実験「使い捨てライターの分子量測定」を参考にして、スプレー缶中の気体の分子量を測定する。



         




第4章 酸と塩基

No題 目内  容  例
中和滴定 酢酸・カルピス(乳酸飲料)・果汁飲料・柑橘類果汁(レモン)中の酢酸・乳酸・クエン酸などの酸の濃度を求める。
塩の加水分解 各種試料を水にとかし、pH試験紙でpHを調べる。
塩化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、酢酸ナトリウム、リン酸水素カリウムなど
酸・塩基の強弱 各種溶液(炭酸水素ナトリウムなど)・金属(Mgなど)に塩酸・水酸化ナトリウムを入れ、反応をみる。
家庭にある物から指示薬を探す 草花の葉・花・木の実・野菜(紫キャベツ、シソの葉、パンジー、アサガオ、ナスの皮、ジュース、ウコン(カレー粉)など)を水にとかし、酸とアルカリに混ぜて色の変化をみる。指示薬を作る
豆腐で酸・塩基 豆腐を用いて酸・塩基の反応、豆腐作りには酸・塩基・金属イオンの何が大切かを調べる。



         




第5章 酸化・還元反応

No題 目内  容  例
酸化剤・還元剤を見つける 過マンガン酸カリウムを使って還元剤、ヨウ化カリウムデンプン紙を使って酸化剤を見つける。
金属のイオン化傾向 例1:食塩水を含んだろ紙に食塩水を染み込ませ、各種金属をのせる。テスターで電圧を測り、イオン化列を完成させる。
例2:金属塩を水にとかし、これに各種金属をつるす。溶液の変化からイオン化列を完成させる。
電池 例1:家庭にある物などを使って電池をつくる。効率を高めるにはどうしたらよいか研究させる。
 金属:お金、アルミホイル、銅板、トタン、ボウル、スプーンなど
 電解液関係:食塩水、オキシドール、果汁、酢、サンポールなど
 確認機材:テスター、電子ブザー、光電池用モーター、電子メロディーなど
例2:人間電池を作らせる。
電気分解  例:硫酸銅水溶液などを電気分解して、ファラデーの法則を理解する。



         




第6章 化学反応と熱

No題 目内  容  例
反応熱の測定 例1:塩酸・硫酸と水酸化ナトリウムの反応から反応熱(中和熱)をもとめる。
例2:酸化カルシウムを水に溶かして反応熱(溶解熱)を求める。
例3:固形有機酸と水と水酸化ナトリウム水溶液の反応で、溶解熱、中和熱を求める。
反応熱で目玉焼き 反応熱を用いて目玉焼きをつくる。
化学反応の速さ 例1:演示7-4「時間差攻撃」を使う。化学反応の速さが温度・濃度・触媒によって反応時間がどのように変化するか調べる。
例2:化学反応の速さが温度によってどう変化するか調べる。乾電池・ケミホタルなどを温めたり冷やしたりする。
使い捨てカイロの原理を調べる。 磁石などを使い内容物の分析と発熱量などを調べる。
触媒 オキシドール洗剤を1滴混ぜ家庭にある物(みそ、椎茸、野菜のしぼり汁など)を加えて酸素を発生させ、触媒を探す。



         




第7章 非金属元素の単体と化合物

No題 目内  容  例
ヨウ素を取り出す 海藻からヨウ素を取り出す。
塩素の性質 塩素を発生させその性質を調べる。塩素水を作り、リトマス、硝酸銀、臭化カリウムなどの反応からその性質を調べる。
塩素系漂白剤より酸素と塩素を作る 塩素系漂白剤を用いて酸素と塩素を作り、その性質を調べる。
リン酸塩の検出 コーラや洗剤中のリン酸塩を検出する。
海藻からヨウ素 海藻からヨウ素を取り出す。



         




第8章 金属元素の単体と化合物

No題 目内  容  例
アルカリ金属の性質 例1:Naの伝導性、水に溶かしたときの気体の反応、炎色反応などを観察する。
例2:アルカリ土類金属についても同様の実験を行う。
両性金属(Al、Zn)とその化合物 酸とアルカリとの反応での気体発生の観察と反応をみる。水溶液にアンモニア水やNaOH水溶液を加え沈殿とpHの関係を調べる。
銅と硝酸との反応から発生した気体の性質を調べる。銅とアンモニア水、NaOH水溶液の反応を調べる。
陽イオンの系統分離 陽イオンの各試薬に対する反応性を利用して、溶液中に含まれる金属イオンを分離する。



         




第9章 有機化合物

No題 目内  容  例
有機化合物の成分の検出 有機化合物に含まれる炭素・酸素・窒素・硫黄・ハロゲンなどの成分を検出する。
炭化水素の性質 メタン、アセチレンを発生させて、燃焼・臭素水・過マンガン酸カリウムとの反応から性質を調べる。
高分子化合物の合成 ナイロンや尿素樹脂などを合成し、高分子化合物について調べる。
アルコールの性質と反応 水への溶解性、Naとの反応、エステルの作成、熱した銅線を入れるなどしてアルコールの性質を調べる。
アルデヒドとケトン 銀鏡反応、フェーリング反応、ヨードホルム反応を通して性質を調べる。
蟻酸と酢酸 酸の強さ、エステル化、還元反応を通して性質を調べる。
セッケンと洗剤 セッケンと洗剤を合成し、その製造方法、性質の違いを調べる。
糖類の性質 ブドウ糖、ショ糖、デンプンについて、化学的性質を調べるとともに、ショ糖、デンプンの酸や酵素による加水分解と生成物の化学的性質を調べる。
デンプンの分解 消化薬を用デンプンを分解する。ヨウ素デンプン反応や甘さなどで反応を調べる。
10タンパク質 タンパク質の変性、呈色反応、元素の検出を行い、化学的性質を調べる。
11マーガリンをつくる サラダ油からマーガリンを作る。
12フェノール類 フェノール類の溶解性、酸・アルカリとの反応性、塩化鉄との反応からフェノール類の性質を調べる。
13アニリンの性質 アニリンの合成、アニリンの反応性、溶解性、アゾ化合物の合成・染色によりアニリンの性質を調べる。
14有機化合物の分離 有機化合物の酸や塩基との反応性を利用して、有機化合物を分離する。
15有機化合物の分離 有機化合物の混合溶液に、酸や塩基などの試薬を加え、分離する。



         




第10章 高分子化合物

No題 目内  容  例
プラスチックを識別する 家庭にある叩く、水に入れる、有機溶媒への溶解、燃え方などを通してプラスチックが何でできているか識別する。SPIコードでもある程度わかる。
食品添加物を検出する 例1:漬け物やお菓子をお湯に入れ、色素を溶かし出す。それで毛糸を染色する。器用なヒトは、染色した毛糸で編み物をする。
例2:合成保存料(ソルビン酸など)をお湯に溶かしだし、ニクロム酸カリウム、2−チオバルビツール酸で検出する。
ガムの成分を調べる ガムをお湯で水溶液とガムベースに分ける。ガムベースをヘキサンやアセトンでさらに分けていき、成分を調べる。
人造繊維をつくる ナイロン・ビニロンなどをつくり性質を調べる。



         




第12章 その他・環境教育

No題 目内  容  例
10円玉をきれいにする 家庭にある物や薬品を用いて10円玉をきれいにする。
環境調査をする パックテストで水のpH、アンモニア、亜硝酸、リン酸、COD、残留塩素などを測定する。