2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of experimental teaching materials utilizing high-risk reagents safely
| Project/Area Number |
18K02962
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Science |
|---|
Principal Investigator |
井上 正之 東京理科大学, 理学部第一部化学科, 教授 (00453845)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 硫酸シリカゲル / 反応試薬 / ヨウ素の発生 / ベンゼンの臭素化 / ポリスチレンのスルホン化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
化学実験に広く用いられる濃硫酸は高密度の液体であり，実験に不慣れな中学生や高校生が扱う場合には質量の測定が困難であり，また液だれなどにより衣服の損傷あるいは皮膚の薬傷などの事故を起こす場合がある。本研究では，クロマトグラフィー用シリカゲルに担持させた硫酸（以下，硫酸シリカゲルと記す）を実験用試薬あるいは実験用酸触媒として用いる無機化学分野と有機化学分野における実験教材の開発を行った。
2020年度には硫酸シリカゲル，臭化カリウム，酸化マンガン（Ⅳ）の組み合わせによって発生させた臭素を用いるベンゼンの臭素化を検討した。反応温度，活性化剤を中心とした検討を行ったが，目的とするブロモベンゼンを得ることはできなかった。
またコンブ灰とヨウ化カリウム製剤（サプリメント）からヨウ素を発生させる実験を検討した。年度当初は硫酸シリカゲルと酸化鉄（Ⅲ）の組み合わせによる反応を試みたが，さらに検討を行った結果，硫酸鉄（Ⅲ）水和物を用いれば，硫酸は必ずしも必要でないことがわかった。あわせて発生したヨウ素の捕捉と検出法について検討を行い，この実験を活用した教科横断的な授業展開についても検討した。
さらに硫酸シリカゲルを用いるポリスチレンのスルホン化による，陽イオン交換樹脂の作成実験について検討した。クロロホルムに溶解したポリスチレンを基質とすることでスルホン化が進行し，陽イオン交換作用をもつ反応物が得られた。
|
