高等学校化学基礎「酸と塩基」におけるマイクロスケール実験教材の改良と授業実践ー巨峰の果皮とマロウブルーを使用してー

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  • Improving Teaching Materials for a Microscale Experiment on Acids and Bases in High School Basic Chemistry and Performing Practical Lessons for High School Students ー Using Kyoho (Japanese Grape) Peels and Mallow Blue's Petals ー
  • コウトウ ガッコウ カガク キソ 「 サン ト エンキ 」 ニ オケル マイクロスケール ジッケン キョウザイ ノ カイリョウ ト ジュギョウ ジッセン : キョホウ ノ カヒ ト マロウブルー オ シヨウ シテ

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抄録

植物色素の一種であるアントシアニンは、中性では紫色を示すが、酸性では赤色～赤紫色、塩基性では青緑色～緑色～黄色とその色調を変化させるため、化学実験の酸塩基指示薬として利用できる。以前に著者は、巨峰の果皮やマロウブルーから抽出したアントシアニンを高等学校化学の教材として使用する方法について提案した。本研究では、１２ウェルプレートと巨峰の果皮およびマロウブルーを用いた各種水溶液の酸性、中性、塩基性の識別に関するマイクロスケール実験教材について検討した。試薬として、0.1、0.01、0.001mol/L 塩酸 (HCl) 、0.1mol/L 酢酸 (CH₃COOH) 、0.1mol/L 塩化ナトリウム (NaCl) 、0.1mol/L ショ糖 (C₁₂H₂₂O₁₁) 、0.1、0.01、0.001 mol/L 水酸化ナトリウム (NaOH) 、0.1mol/L アンモニア (NH₃) 、飽和水酸化カルシウム (Ca(OH)₂) (石灰水) を用いた。希薄な0.001mol/L HCl と NaOH 以外は、アントシアニンの色調変化よりそれぞれの水溶液の酸性、中性、塩基性を識別できた。本教材を用いた授業実践を兵庫県下の高等学校2校で実施し、高等学校化学基礎の教材としての有用性を確認した。

Anthocyanin, a plant pigment, shows purple in neutral, however, it turns red or red-purple when acidic and blue-green, green, or yellow when basic. Therefore, it can be used as an acid-base indicator in chemistry experiments. Previously, we proposed how to use them as teaching materials for high school chemistry. In this study, we have investigated teaching materials for a microscale experiment on classifying various aqueous solutions into acidic, neutral. and basic ones using a 12-well plate, kyoho peels, and mallow blue's petals. We have used various aqueous solution such as 0.1, 0.01, 0.001 mol/L hydrochloric acids (HCl), 0.1 mol/L acetic acid (CH₃COOH), 0.1mol/L sodium chloride (NaCl), 0.1mol/L sucrose (C₁₂H₂₂O₁₁), 0.1, 0.01, and 0.001 mol/L sodium hydroxides (NaOH), 0.1 mol/L ammonia (NH₃) (ammonia water), and saturated calcium hydroxide (Ca(OH)₂) (limewater). Except for 0.001 mol/L HCl and NaOH, these aqueous solutions can be correctly classified into acidic, neutral, and basic ones from the color change of anthocyanin. Using these microscale teaching materials, practical lessons have been carried out at two senior high schools in Hyogo Prefecture, and it has been found that such teaching materials are useful for high school basic chemistry.

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