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

• 研究課題/領域番号: 24K05985
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分09040:教科教育学および初等中等教育学関連
• 研究機関: 第一薬科大学
• 研究代表者: 高橋 義人 第一薬科大学, 薬学部, 准教授 (90966136)
• 研究分担者: 二宮 純子 大分工業高等専門学校, 一般科理系, 准教授 (60632726)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2026年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 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

研究開始時の研究の概要

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。