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1年生の科目「化学実験」の前期実施分(1~7回)が終了しました。本記事では大学で受講する最も基礎的な実験系科目の様子をお届けできればと思います。
第1回
実験の第一歩は「安全」から。大学で扱う薬液の危険有害性を正しく理解するため、安全データシート(SDS)やGHSシンボルの読み方を徹底的に学びました。

第2回
ホールピペット、メスフラスコ、ビュレットなど23種類におよぶ実験器具を観察し、精度や用途の違いを把握してみました。ノギスや電子天秤を用いて求めた実際の測定データの「平均値」「標準偏差」などの統計量を算出しました。

第3回と第4回
「目に見えない原子・分子の数」を実測する課題に挑戦しました。
第3回:NaCl(食塩)結晶をカッターで数mm角に切り出し、ノギスと電子天秤で面心立方格子の単位格子体積から算出。
第4回:水面に広がった「ステアリン酸の単分子膜」の面積をマス目で数え、1分子の占有面積から算出。
それぞれアボガドロ定数と比較して近い値になったでしょうか?


第5回
色素や濃塩酸を用いて、指定された濃度の溶液をつくることに取り組みました。メスフラスコを使った「洗い込み(ビーカーに残った試薬を洗い落とす)」や「転倒混和」、ホールピペットの「共洗い」など、様々な操作が必要であることを把握しました。

第6回
まずpHの取り扱い(オキソニウムイオンや対数計算の有効数字)を復習しました。pHメーターの3点校正を行って希釈した塩酸溶液のpHを測定するとともに、水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液の正確な濃度を決める「標定」を行いました。

第7回
これまでの学んだ操作をフル活用します。標定済みのNaOH水溶液を用い、10倍に希釈した市販の食酢を中和滴定。指示薬(フェノールフタレイン)が一滴でわずかにピンク色に染まり、消えなくなる限界の「中和点」を正確に読み取り、酢酸濃度を求めたのち、食酢の表示されている酸度と実験値を比較しました。

まとめ
はじめての中和滴定の時に過滴定(色が濃くなりすぎる)してしまう学生さんが多かったですが、それでも後半になって慣れてくると正確に実施することができるようになっていました。実際に手を動かす実験で再現性を担保するには正確で難しい操作を求められますが、その分うまく結果が出たときは嬉しかったのではないかと思います。
本記事をご覧の高校生のみなさん、理科系の大学のイメージが少しでも湧いたでしょうか?皆さんとお会いできることを、本コースの教員一同、楽しみにしています!
※化学実験は環境科学コースの教員が担当する生物資源科学部の必修科目です。生物資源科学部の1年生が2クラスに分かれて、「生物学実験」と「化学実験」に交互に取り組みます。
化学実験担当:環境科学コース教員
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