定番!化学実験
発泡スチロール模型その2
  異性体などの説明のときにHGSなどを使うと、小さすぎて後ろの方の生徒にはよく見えない。大きな分子模型も市販されているが、高価でなかなか手が出ない。そこで発泡スチロール球(以下P.S.球)とポリエチレン管で演示用分子模型を作った。
 ポリエチレン管をさす位置決めをするのが面倒なので、全国理化大会の発表1)にあったものを利用した。また、ポリエチレン管が抜けやすいので、抜けないようにひと工夫した。
HGSとP.S.球モデル

   実験の
注意

 刃物を使うので怪我のないように十分注意すること。

    実験の
準
備

(1)道具・材料
道具:
 カッター
 コンパスカッター(約1200円東急ハンズ)
 爪楊枝
 ものさし
 コルクボーラー
 千枚通し

材料:位置決め用型
 板目紙
 スプレー糊77

材料:分子模型
 発泡スチロール球 φ35mm(約600円/100個)
             φ50mm(約100円/10個)
              森本プレン3851-3677
 水性スプレー塗料(黒、赤、青)
 速乾性木工ボンド
 ポリエチレン管 外径6mm,内径4mm(約900円/10m)
 アルミニウム管 外径4mm(約200円/1m)
(2)位置決め用の型をつくる
1) 作図には,作図ソフを使用した。
 たとえば,花子は0.1mm・0.1°単位で作図ができる。
 コピーは1%程度(10cmで1mmになる)のずれが生じる。
 必ずプリントアウトしたものをそのまま使用する。
型紙の花子ファイルダウンロード

2) 作図した紙にスプレー糊を吹きかけ,板目紙に貼る。

3) コンパスカッターで,穴を切り抜く。

4) カッターで作図通りに切り抜く。

5) 点線の部分を,ボールペンで強くなぞり,曲げやすくする。

6) 型の底面に,千枚通しで穴をあける。

7) のりしろを糊付けをする。

     実験操作

(1)P.S.球に色を塗る

P.S.球の穴に爪楊枝をさし,それを台にさして,
ポスカor水性スプレー塗料で塗る。
乾燥機(60℃,10分間)で塗料を乾かす。

 炭素 φ50mm 黒 4個
 酸素 φ50mm 赤 1個
 水素 φ35mm 青 10個

これだけあれば、
 ・CH10の異性体(ブタンとメチルプロパン)
 ・CHの異性体(1−ブテンと2−ブテン,
            シクロブタン,メチルシクロプロパン)
 ・CH10Oの異性体(1−プロパノール、2−プロパノール、
               ジエチルエーテルなど)
 ・第1級,第2級,第3級アルコール
などいろいろな説明に使える。

(3)P.S.球の穴あけ

1) φ50mmのP.S.球に爪楊枝のとがっていない方をさす。

2) 1)の爪楊枝を位置決め型の底面の穴にさし,型に固定する。

3) 位置決め型の峰に沿って、P.S.球に爪楊枝を垂直に突き刺す。

4) コルクボーラーを爪楊枝にかぶせ,P.S.球にφ5mmの穴をあける。

5) あけた穴の直径方向にカッターで切れ込みを入れる。

(3)ポリエチレン管の加工

1) ポリエチレン管を炭素用70mm,水素用50mmに切る。

2) ポリエチレン管に切れ込みを入れる。

3) 抜けにくくするための厚紙をポリエチレン管の切れ込みに差し込む。


CHのモデル
CHのモデル
(4)模型の組み立て
1) 厚紙を差し込んだポリエチレン管をP.S.球の穴に差し込む。

2) 差し込むめることが確認できたら,紙に接着剤をつけて,接  着する。

3) ポリエチレン管に長さ3cmアルミニウムパイプを半分差し込む。
 アルミニウムには切断時のバリを残しておくと抜けにくくなる。

4) ポリエチレンどうしをアルミパイプでつなげば完成。

5) ポリエチレン管が長いと感じたら,ポリエチレン管を切る。
  

       成功のコツ


 ・ 位置決めは丁寧に


 ・
 球の中心を貫くように穴を開ける

   

       参考文献

 1) 岡野道也,全国理科教育大会研究発表資料集,22,p.126(2000)
  



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