化学おもしろ話

　

　　　　　　　きたさんＴＯＰ　　　　　きたさんのひとこと　　　

　化学や科学の面白い話題などを書いていきます。

目次

（１）化学と私　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３月１４日）
（２）生涯現役・９０歳のエンジニア　　　　　　　（３月２３日）
（３）相対性理論　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４月　４日）
（４）南半球では流しの水は右向き・左向き？　　（４月１１日）
（５）フッ素と水道の話　　　　　　　　　　　　　　　（４月１５日）　

化学と私　　いくら野球が好きでも私は化学の教員です。もちろん化学も好きです。　小学校時代も、科学クラブに入り（実際はアイスキャンディーを作りたかっただけ）　化学が好きだから、理科系の大学そして応用化学系の学科を選び（実際は、一番入りやすかったから）大学院まで進学しました（実際は、内部選考でほとんど無試験で進学できたため）。　卒業論文は「Ｗ－Ｔi－Ｏ系の相平衡」（タングステン、チタン、酸素）これは博士論文の手伝いでした。修士論文は「Ｌａ－Ｓ－Ｏ系の相平衡」（ランタン、硫黄、酸素）、先輩の引き継ぎで何とか間に合いました。一応、その年の秋の東北大で行われた熱測定学会で発表しました。　就職後、高校時代の担任が化学の教師だったため、教員になってから研究会への参加を勧められました。文部省（今の文部科学省）の奨励研究費をとるために人数調整のためにかり出されたわけです。「とにかく来るだけでいい。何もしなくていい。」という甘い言葉に引き寄せられ参加しました。　しかし、ただ参加するだけですむわけはありません。いろいろな話題について勉強させていただきました。一緒に研究することができました。「プラスチックを使ったリサイクルを考えさせる教材の開発研究」や「留学生に対する化学の教育法の開発」など文部省の奨励研究費を使っていろいろな先生方と知り合うことができました。いい経験でした。　ひょんなことから、来年度から２年間、日本化学会の化学教育誌である「化学と教育」の編集委員になることになりました。今までにない経験をすることができると思います。忙しいですが頑張りたいと思います。　これからも化学の面白い話を書いていきたいと思います。　よろしくお願いします。（３／１４）
生涯現役・９０歳のエンジニア　先日、NHKの人間ドキュメントという番組で、９０歳の現役エンジニアを追う番組でした。定年になっても会社から現役でいてくれと頼まれるほどのおじいさんとはどんな人かと思ってみました。　スペースシャトルに使われるような部品を作ったり最先端技術をもつ職人。若い技術者たちのアドバイザーの役目をするはずが、そこでとどまらずに自分でやってしまう。そんな現役エンジニアなのです。　ある時、コンビニエンスストア用の小型冷蔵庫の開発を依頼された会社は若手技術者に担当させます。試作器ができあがり、そのおじいさんに見せると接点のところが熱を持ってしまうだろうと予言します。　若手技術者は、気にとめずに試運転するとやはり接点の部分が過熱して運転できなくなりました。おじいさんは自作の接点を若手技術者に見せますが日程の関係や予算の関係でその接点を使うことはできません。　それでもおじいさんはあきらめません。消費電力を抑えるにはどうしたら良いかを考え、モーターの回転軸とまわりの磁石との距離を最初の１ｃｍから０．５ｃｍにしてみたらと提案します。そして、試作器が完成し試運転すると見事過熱することなく開発に成功しました。　このおじいさんは、いろいろな展示会にも参加し、今はアルミに変わる材料の開発に興味を示している。９０歳でまだまだ、バリバリの現役なのです。　この番組を見て、おじいさんのバイタリティーに驚きました。いろいろなことに興味を常に持ち、行動していく姿勢が若さの秘訣であり、生涯現役でいられるパワーになるんだなと感じました。　また、知識だけをたくさん持っているだけではだめで、やはり長年の経験によって培われてきた技・ノウハウは絶対に必要なのだと痛感させられました。　私も教師生活２０年になりましたが、常にいろいろなことに興味を持ち、チャレンジして生徒に興味を持ってもらえる授業ができるように頑張りたいと思っています。また、教師は授業だけでなく生きざまを見せることも大切ではないでしょうか。　「化学は楽しい」「野球は楽しい」「人生は楽しい」と感じてもらえる人間になりたいと思っています。（３／２３）
相対性理論　アインシュタインの相対性理論を知っていますか。　２０世紀の大物科学者アインシュタインは相当な変わり者だったようです。　そんな話はさておき、相対性理論について簡単に説明します。といっても門外漢の私がわかる程度ですが、シンプルに説明します。　私たちが、中学高校で習う理科や物理の力学はニュートン力学です。あのリンゴの落ちるのを見て万有引力を発見したとされる大科学者です。運動の第１法則は慣性の法則といわれ、力が働かなければ物体はそのままの状態を保ち続けるというものです。第２法則は、運動の法則といわれ、Ｆ＝ｍａ　という式でまとめられます。物体の加速度は、与えた力に比例し、質量に反比例するというものです。第３法則は、作用反作用の法則といわれています。たとえば、壁を手で押すと同じ力で壁が手を押し返すというものです。　そのニュートン力学では、物体の質量、物体の長さ、時間は絶対的なもので不変であるという前提です。しかし、アインシュタインはこの３つの物理量はあくまで相対的なものであるといいました。具体的にいうと次のようにまとめることができます。　①　光の速度は、不変で秒速３０万ｋｍ（１秒で地球を７．５周できる速さ）　　　であり、光より速い速度は存在しない。　②　光の速度に近づくにつれて、物体の質量は重くなる。　③　光の速度に近づくにつれて、物体の長さが短くなる。　④　光の速度に近づくにつれて、時間が遅く進む。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　物体の持つエネルギーは　Ｅ＝（物体の質量）×（光の速度の２乗）になります。とてつもないエネルギーです。　むかし、チャールトンヘストン主演の「猿の惑星」という映画がありました。宇宙船で冬眠してしたら、事故である惑星に不時着。猿が支配する惑星だった。いろいろな戦いの後、人が勝利したがそこには自由の女神がたっていて、その惑星は地球だったことがわかった。核戦争の末滅びたあとの地球だったというものです。これは、この相対性理論を利用した映画です。光速に近い速度で進む宇宙船の中では時間がゆっくり進むので未来へ行くことができるのです。（実際にはそうならないらしいのですが）　つまり、浦島太郎になってしまうのです。竜宮城で楽しく過ごす間に時間が過ぎてしまい。浜に帰って玉手箱を開けるとおじさんになってしまうのです。　アインシュタイの相対性理論とは違う相対性理論もあります。これは、時間の相対性理論というものです。　楽しい時間はすぐ過ぎてしまいますが、つまらない授業はなかなか終わりません。時計が止まっているように感じます。　教員をしている私としては、短く感じることができる授業をしたいのですがなかなかできていないのが実体です。生徒にやる気を起こし、楽しく参加できる授業を目指して頑張ります。（４／４）
南半球では流しの水は右向き・左向き？　台風や低気圧に吹き込む風は、北半球では左向き、南半球では右向きになります。これは、地球が西から東に回転（自転）しているために生じるコリオリの力が働くために起こります。　物理の授業でも演示実験をしますが、回転する台の上にボールを転がすとあら不思議。ボールの軌道はコリオリの力を受けて曲がってしまいます。　この現象は結構有名なので、南半球に旅行をする人たちの多くはあることを試してみます。それは、ホテルなどの洗面所の流しやバスタブに水をためて栓を抜いて水がどちら向きに渦を巻くのか確かめてみるのです。　この私も新婚旅行でいったオーストラリアで実際にやってみました。私はオーストラリアに行ったら、この実験をするのと南十字星をみるのが夢でした。　運良く右向きに渦を巻いたときは「やっぱり南半球だからな！」と納得します。左になったらなぜだろうと考えます。はたしてどちらが正しいのか。　答えは、どちらになるかわからないです。　台風や低気圧の場合その大きさは何百キロになります。その大きさになって初めてコリオリの力は目に見える力となるのです。何十センチの世界ではその力は微々たるもので右向きになるか左向きになるかはその時の穴の状況とか最初の水の流れで決まります。ですから、南半球だろうが北半球だろうが、どちらになるかはわからないのです。　この現象は、有名なのであのカンタス航空の乗務員も定期的に調べているそうです。その結果もまったくの半々なのだそうです。面白いですね。　自然現象から法則を見つけるためには、やはり実験することが大切です。帰納的な考え方と演繹的な考えの２つのやり方がありますが、どんなことでも実際に経験すること（実験）は何事にもかえがたいことですね。（４／１１）
フッ素と水道の話　皆さんは、フッ素という元素を知っていますか？　「元素記号は、Ｆ。原子番号９。原子量は１９。ハロゲン元素の１つで常温で特有の臭気を持つ黄色の気体。反応性が高くフッ化物をつくる。天然にはホタル石、氷晶石の主成分として産出される。」（三省堂化学小辞典より）　フッ素は、不思議な元素で単体は非常に不安定ですが、化合物の一部は逆に非常に安定します。例えば、フライパンなどに使われるテフロン加工はフッ素化合物を利用しています。有機化合物でありながら耐熱性にも長けています。さらに今では、フッ素を使った水をはじく繊維も開発されています。　　そして、忘れてならないのがよくＣＭで聞く「フッ素配合の歯みがき」というものです。歯みがきだけでなく、歯医者さんではフッ化ナトリウムを就学前の児童に塗布しています。虫歯予防のためです。ところが、１０年ぐらい前にフッ化ナトリウムと間違えて劇薬のフッ化水素酸（フッ酸）を塗布してしまい児童が死亡する事故がありました。医療ミスの草分けのような事故です。　　つまり、フッ素は虫歯予防に効果があることが分かっています。そこで、すでにアメリカでは水道水にフッ素をあらかじめ含ませています。「虫歯予防のために日本でもフッ素を入れよう！」という動きがあります。　しかし、フッ素を水道水に入れることが本当に虫歯予防につながるのか心配する人たちもいて日本ではまだ実行されてはいません。　フッ素の恐ろしさを考えさせるテレビのレポートがありました。ネパールのある村には水道がありませんでした。そこで地下水をくみ上げることで村に水道がやってきました。村人は喜んで水を使います。　ところが、しばらくたつと村中に奇妙な子供たちが現れ始めました。普通に立つことができず座ったまま手でこぐように移動します。また、歯も黒ずんでもろくなっています。難病が発生したのです。何が原因か調べたところなんと、地下水の中に含まれるフッ素の量に問題があったのです。　実は、フッ素の含有量が１ｐｐｍまでは、歯や骨の強化につながるのですが、１ｐｐｍを越えると逆に、骨や歯がもろくなるのです。自力でたてない子供たちは、実は高濃度のフッ素を含む地下水が原因だったのです。水道のない村によかれと思って引いた地下水が思わぬ災難をつれてくることになりました。地下水を使わなくなって病状はやや改善されましたが、一度弱くなった骨は元に戻ることはありません。　この話を聞くと、日本の水道水にフッ素を含ませるのが本当に良いことなのか考えさせられます。　昔は、水道水もおいしい日本でしたが、今では家庭でも簡易浄水器が使われるほどまずくなっています。水道水の安全性が問われる時代です。　皆さんは、この問題をどう考えますか？（４／１５）