高校化学におけるエンタルピーとエントロピーに関する実験教材の開発

• Project/Area Number: 24K05985
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 09040:Education on school subjects and primary/secondary education-related
• Research Institution: Daiichi University, College of Pharmaceutical Sciences
• Principal Investigator: 高橋 義人 第一薬科大学, 薬学部, 准教授 (90966136)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 二宮 純子 大分工業高等専門学校, 一般科理系, 准教授 (60632726)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2024: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: エンタルピー / エントロピー / ギブズエネルギー / 高校化学 / 実験教材開発

Outline of Research at the Start

エンタルピー変化ΔH とエントロピー変化ΔS の増減から反応の進む向きを論理的に思考し、化学反応に伴うエネルギーについて理解を深める実験教材はほとんど報告されていない。本研究は、炭酸水素塩などの温度条件に対する可逆反応における反応の向きとエンタルピーとエントロピーの影響を調査し、数理的思考力を鍛える実験教材の開発を試みる。また、ギブズエネルギー変化ΔGは、化学反応の進む向きや、化学反応が自発的に起こるかどうかの判断をすることができる状態量である。本研究が考案する実験教材を用いれば、学習者はエンタルピーやエントロピー、ギブズエネルギーの関係を実感できる。