• 教材や実験の開発情報

ビニールチューブ内に水素と酸素を捕集し、圧電素子でスパーク!安全に化合させる装置をつくる。。

「動 画」実践記録

「解 説」

1.シンプルな装置:気体をビニールチューブに捕集して反応させる装置の工作。大きな音と光を伴い迫力もあり、シンプルな実験のわりに得られる学習情報は豊富です。まず、水素と酸素が詰まっているボンベを手にすると、とにかく軽いということに気づきます。ついつい耳元でボンベを振って「何も入ってないのでは?」と思ってしまいがち。また、発火装置により一気に化合して、水を生成するがその量はわずかであることにも気づかせたい。気圧や温度が等しい条件での体積比がそのまま物質量の比となり、次の反応式のように、2対1で過不足なく反応するということが無理なく理解され、気体反応の法則の理解の助けにもなります。反応後に、気体が残るようなら、どちらかの気体が過剰であったのだろうと、納得させることもできるでしょう。  2H2 + O2 → 2H2O

2.シンプルな化学反応:上の反応式はシンプルであることこの上ないのですが、単に気体どうしの反応の紹介で終わらせるのではなく、反応速度などにも触れたいところ。単体は安定した存在ですが、ひとたびエネルギーを与えられると文字通り爆発的に反応が進行します。この実験では圧電ライターで反応のきっかけをつくっているのですが、発生するエネルギーが別の粒子の反応に作用し、連続的に起こるので…

…省略…


「学生模擬授業」

◇指導案_略案_2年_単元3「金属以外の物質の酸化」

<指導案:2年_単元3「金属以外の物質の酸化」p54->

【本時の展開】

学習過程

全50分

学習活動 指導上の留意点
導 入

5分

1.水素と酸素についてどのような性質があるかを振り返る。

2.今回の実験の内容を聞く。

1.爆鳴器に時間を費やしたいため端的に性質をまとめる。
展 開

40分

1.材料を教卓に取りに来る。

2.実験プリントを見ながら作成する。

3.演示実験の観察

電圧ライターをONする。

どんな現象が起きたか確認する。

4.片付けをする。

1.材料がたくさんあり、1つずつ持って行くと時間がかかるのであらかじめトレイに入れて持って行かせる。

2.机間巡視をしながら生徒から出た質問を聞き、全体に聞こえるように口頭で説明を付け加える。

3.演示実験

感電しないか細心の注意を払わせる。もし、できない場合はクリップのL字の部分に水滴が付いていないか確認する。

4.圧電式ライターの取り扱いに注意させる。

まとめ

5分

1.発問:『どのような現象が起こったか。何が分からなかったか。』

2.本時の評価をさせる

3.追加の指示があれば従う

1.爆鳴器の実験の振り返りをさせる。

2.課題だと感じたり、良い点と思った点を述べておく。

3.次回の授業の予告・誘導など

〇酸素の性質

・水に溶けにくい

・ものを燃やすはたらきがある。

〇水素の性質

・最も軽い気体

・水に溶けにくい
・マッチの火を近づけるとポンと音をたてて燃えて水ができる。

2H₂+O₂=2H₂O

+   =

【板書計画】

【実験プリント】

実験:酸素と水素を用いた安全爆鳴気  教科書p54

実施日時:     天候   気温  

    班 氏名        

爆鳴器の装置図

「実験目的」金属以外の物質が酸化したらどうなるのか考える。また、水素が酸素と化合したらどのような変化が起こったのかを考える。

「準 備」

透明ビニールチューブ(内径18 mm×長さ400 mm)、ゴム栓(5号)、クリップ2本、画鋲、スタンド、ガスボンベ(水素・酸素)、圧電式ライター、みのむしリード線2本

「実験操作」1班3-4人想定

  • 器具・実験装置の準備
  • ゴム栓(5号)の上面から千枚通しで2ヵ所穴を開け、クリップを通して片方の先端部分をL字型に変形させる。
  • 透明ビニールチューブの一端にゴム栓をしっかり押し込む。また、反応したときにゴム栓が飛ばないように、透明ビニールチューブの上端から5 mm程度のところに四方から画鋲を突き刺して、強く固定する。

→爆鳴器の完成

  • 桶に水をためておき、爆鳴気を沈めるようにして内部に水を入れてから引き立ててスタンドに固定する。クランプがゴム栓の部分にかかるようにする。
  • 水素ガスボンベから水素を静かに注入していく。同様に、酸素ボンベも注入していく。水素と酸素の割合がほぼ2:1になるようにする。ガスボンベ本体を桶の水の中に沈め、ノズルは深く差し込むと操作しやすい。一気に入れず少しずつ注入するとよい。
  • クリップをつまんで回転させ、クリップ間の距離を1 mm 程度に調節し、放電しやすくする。水滴は可能な限り落としておく。

→外側から突くようにして衝撃を与えると水滴が落ちやすい。

  • クリップ部分やリード線部分が直接触れ合っていないことを確認してから、圧電発火器により反応させる(部屋を薄く暗くしておく)

2.圧電式ライターを着火する。

・チューブの下部を手で保持しても良いが、安全為に爆鳴器には顔を近づけないこと。

・実験を繰り返し行う場合は、ゴム栓がピンでしっかり固定されていることを確認する。

・安全めがねを必ずつけること。

3.観察と実験結果のまとめ:班内で確認してプリントに記入

  • 考 察(次の各点について、その理由とともに考えを述べ合う。協議のプロセスを大切にしつつ、その結果をまとめる。
  • 片付け
  • 廃棄・洗浄・返却するものの確認
  • 火気器具類の安全確認

水は、水道に流してよい。

圧電式ライターは感電しないようにクリップから外し前の教卓へ持ってくる。

  • 反省・感想

◇このブログで発信する情報は、取扱いに注意を要する内容を含んでおり、実験材料・操作、解説の一部を非公開にしてあります。操作に一定のスキル・環境を要しますので、記事や映像を見ただけで実験を行うことは絶対(!)にしないで下さい。詳細は、次の3書(管理者の単著作物)でも扱っているものが多いので参考にして下さい。




コメント一覧

返信2023年1月17日 5:54 PM

匿名24/

1班 ・ゴム栓に穴を開けるのが大変でした。 ・細かい箇所が伝わりずらかったので、詳しい説明があるともっと良かった。 ・実験のやり方を見通しを持った方がスムーズに進行できると思います。 ・めっちゃ楽しかったです!

返信2023年1月17日 5:54 PM

524/

・実験の途中で先生の力も借りながら想定外のことによく対応していたと思う ・実験内容が少し難しく説明が分からないところがあったけど面白かった

返信2023年1月17日 5:52 PM

4班24/

音がデカくて、反応もしっかり捉えることができたため、とても印象に残りやすい実験だった。 ゴム栓がしぶとかった。 自身の携帯に映像をしっかり残すことが出来た。 同じ実験であっても音の大きさや、感じがが違っていた為、興味深かった。

返信2023年1月17日 5:51 PM

2班24/

・爆発音が激しいので、カウントダウンはしっかりした方が良かったと思う。 ・ゴム栓が凄く硬かった。 ・前から道具を持っていく時に何を何個って言った方が良かったと思う。

返信2021年4月20日 3:31 PM

naga24/

声の大きさが良かったと思います!あとは、もう少し落ち着いてもいいのかなと感じました。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。