この教材で学ぶこと
到達目標
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代表的な実験器具の名前と用途を説明できる
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ろ過・蒸留・再結晶・抽出などの基本操作を区別できる
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滴定で使う器具と注意点を説明できる
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気体の捕集法を判断できる
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実験中の安全上の注意を説明できる
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薬品事故への基本対応を理解できる
1
実験操作で大切なこと
化学実験では、正しい操作と安全確認がとても重要です。
薬品や器具の使い方を間違えると、正しい結果が得られないだけでなく、事故につながることがあります。
高校化学の問題では、実験器具の名前、操作の目的、安全上の注意がよく問われます。
特に、ろ過、蒸留、再結晶、滴定、気体の捕集は頻出です。
実験問題では、『何のためにその操作をするのか』を意識しましょう。
実験操作で見るポイント
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ポイント
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内容
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目的
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何を分離・測定・確認したいのか
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器具
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どの器具を使うのか
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操作
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どの順番で行うのか
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安全
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危険を避けるために何に注意するか
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結果
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どんな変化が観察されるか
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確認ポイント
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実験操作では目的を意識することが大切だと説明できる
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器具・操作・安全をセットで考えられる
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2
代表的な実験器具
化学実験では、目的に応じてさまざまな器具を使います。
ビーカーは液体を入れたり混ぜたりするために使いますが、正確な体積を測る器具ではありません。
メスシリンダーは、おおよその体積を測るために使います。
ホールピペットやビュレット、メスフラスコは、より正確な体積を扱うときに使います。
器具の用途を正しく区別することが大切です。
代表的な器具と用途
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器具
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主な用途
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ビーカー
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液体を入れる、混ぜる、加熱する
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三角フラスコ
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滴定で試料溶液を入れる
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メスシリンダー
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液体の体積をおおまかに測る
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ホールピペット
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一定体積の液体を正確に取る
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ビュレット
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滴定で液体を少しずつ加える
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メスフラスコ
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正確な濃度の溶液を調製する
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ろうと
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ろ過や液体の移し替えに使う
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蒸発皿
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液体を蒸発させる
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確認ポイント
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ビーカーは正確な体積測定には向かないことを理解できる
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ホールピペット・ビュレット・メスフラスコの用途を区別できる
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3
ろ過
ろ過は、液体とその中に含まれる固体を分ける操作です。
ろ紙をろうとにセットし、混合物を流し込むことで、固体はろ紙上に残り、液体はろ液として下に落ちます。
ろ過では、ガラス棒を使って液体をろうとに伝わせると、こぼれにくくなります。
沈殿反応で生じた固体を取り出すときによく使います。
ろ紙を正しく折り、ろうとの内側に密着させることも重要です。
ろ過のポイント
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項目
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内容
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目的
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固体と液体を分ける
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使う器具
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ろ紙、ろうと、ガラス棒、ビーカー
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ろ紙上に残るもの
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沈殿などの固体
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下に落ちるもの
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ろ液
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注意
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ガラス棒を使って静かに注ぐ
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確認ポイント
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ろ過が固体と液体を分ける操作であることを説明できる
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ろ液と沈殿を区別できる
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4
蒸留
蒸留は、液体を加熱して蒸発させ、その蒸気を冷やして再び液体に戻すことで物質を分離する操作です。
沸点の違いを利用して混合物を分離します。
たとえば、食塩水から水を取り出すときに蒸留が使えます。
蒸留では、温度計の位置や冷却水の流し方が重要です。
冷却水は、下から入れて上から出すのが基本です。
蒸留のポイント
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項目
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内容
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目的
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沸点の違いで液体を分離する
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例
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食塩水から水を得る
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温度計
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枝管の高さ付近に球部を置く
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冷却水
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下から入れて上から出す
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注意
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急激な加熱や突沸に注意する
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確認ポイント
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蒸留が沸点の違いを利用する操作であることを説明できる
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冷却水を下から入れて上から出す理由を理解できる
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5
再結晶
再結晶は、温度による溶解度の違いを利用して物質を精製する操作です。
高温の溶媒に物質を溶かし、冷却して目的物質を結晶として取り出します。
溶解度が温度によって大きく変化する物質ほど、再結晶に向いています。
不純物が少量であれば、溶液中に残ったり、ろ過で除かれたりします。
再結晶は、有機化学や無機化学の実験でもよく使われます。
再結晶のポイント
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項目
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内容
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目的
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物質を精製する
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利用する性質
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温度による溶解度の違い
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操作
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高温で溶かして冷却する
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向いている物質
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温度で溶解度が大きく変わる物質
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得られるもの
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精製された結晶
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確認ポイント
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再結晶が溶解度の温度変化を利用することを説明できる
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再結晶の目的が精製であることを理解できる
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6
滴定
滴定は、濃度が分かっている溶液を使って、濃度が分からない溶液の濃度を求める操作です。
中和滴定では、酸と塩基の中和反応を利用します。
ビュレットには滴下する標準溶液を入れ、三角フラスコには濃度を求めたい溶液を入れます。
ホールピペットを使って、一定体積の試料溶液を正確に取ります。
終点は、指示薬の色の変化などで判断します。
滴定で使う器具
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器具
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用途
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ビュレット
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標準溶液を少しずつ滴下する
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ホールピペット
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一定体積の試料溶液を正確に取る
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三角フラスコ
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試料溶液を入れて反応させる
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メスフラスコ
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正確な濃度の溶液を作る
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指示薬
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終点を判断する
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確認ポイント
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滴定で使う器具と用途を説明できる
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ビュレットとホールピペットの役割を区別できる
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7
気体の捕集
気体を集める方法には、水上置換、上方置換、下方置換があります。
水に溶けにくい気体は水上置換で集めます。
空気より軽く、水に溶けやすい気体は上方置換で集めます。
空気より重く、水に溶けやすい気体は下方置換で集めます。
捕集法は、気体の水への溶けやすさと空気に対する密度から判断します。
気体の捕集法
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捕集法
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条件
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代表例
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水上置換
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水に溶けにくい
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H₂、O₂、N₂
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上方置換
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空気より軽く、水に溶けやすい
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NH₃
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下方置換
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空気より重く、水に溶けやすい
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CO₂、Cl₂、HCl、SO₂
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確認ポイント
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気体の性質から捕集法を判断できる
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NH₃が上方置換、CO₂が下方置換であることを説明できる
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8
安全上の注意
化学実験では、安全を最優先にします。
薬品を扱うときは、保護メガネや白衣、必要に応じて手袋を着用します。
薬品を直接手で触ったり、においを直接かいだりしてはいけません。
においを確認するときは、手であおぐようにして少量だけ確認します。
酸や塩基が皮膚についた場合は、すぐに大量の水で洗い流します。
実験中に異常があれば、すぐに教員や周囲に知らせます。
安全の基本
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場面
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対応
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薬品を扱う
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保護メガネ・白衣を着用する
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においを確認する
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直接かがず、手であおぐ
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酸・塩基がつく
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すぐに大量の水で洗う
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薬品をこぼす
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一人で処理せず周囲に知らせる
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加熱する
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試験管の口を人に向けない
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確認ポイント
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薬品を直接触ったり直接においをかいだりしない理由を説明できる
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酸や塩基がついたとき大量の水で洗うことを理解できる
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9
実験操作・安全まとめ例題
実験操作の問題では、器具の用途、操作の目的、安全上の注意がよく問われます。
単なる暗記ではなく、なぜその器具や操作が必要なのかを考えましょう。
例題：固体と液体を分ける操作を何というか。
答え：ろ過
ろ紙を使って沈殿などの固体とろ液を分けます。
例題：沸点の違いを利用して液体を分離する操作を何というか。
答え：蒸留
液体を蒸発させ、蒸気を冷やして再び液体として集めます。
例題：滴定で標準溶液を少しずつ滴下する器具は何か。
答え：ビュレット
ビュレットは滴定で液体を少しずつ正確に加える器具です。
例題：アンモニアを集める捕集法は何か。
答え：上方置換
NH₃は水に非常によく溶け、空気より軽いため上方置換で集めます。
例題：薬品のにおいを確認するとき、直接かいでもよいか。
答え：直接かいではいけない
手であおぐようにして少量だけ確認します。
確認ポイント
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基本的な実験操作を説明できる
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実験器具の用途を答えられる
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安全上の注意を理解できる
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