銅アンモニアレーヨンの合成

【教科・単元】

化学�U「衣料の化学」

【実験の問題点】

　教科書や実験書では水酸化銅(�U)を濃アンモニア水に溶かしてシュワィツアー試薬を得る方法が示されているが，市販の水酸化銅(�U)は高価であり，通常の実験であまり用いないため，実験室に置いて高等学校も少ない。

【実験のポイントと工夫】

ポイント�@　多くの高等学校の実験室にあり，いろいろな実験での使用頻度が高い硫酸銅(�U)を用いてシュワィツアー試薬を得る。

ポイント�A　脱脂綿を溶かした溶液を希硫酸に押し出し，繊維を再生させる際の器具の工

　　　　　夫

【準備】硫酸銅(�U)，水酸化ナトリウム，硫酸の各１mol/L水溶液，濃アンモニア水，蒸留水，ビーカー，ガラス棒，ろうと，ろ紙，注射器等

【手順】

�@　硫酸銅(�U)水溶液１０mlに，水酸化ナトリウム水溶液２０mlを加え，水酸化銅(�U)を沈殿させる。(写真１)

�A　�@をろ過し，蒸留水で数回洗浄した後，１００mlのビーカーに入れる。（写真２）

　　　　

写真１　　　　　　　　　　　　　　　写真２

�B　�Aの沈殿に濃アンモニア水を８ml加え，沈殿を溶かす。（写真３）

�C　�Bの溶液に脱脂綿約０.３ｇを，少量ずつちぎり，かき混ぜながら溶かす。（写真４）

　　　　

　　　　　　　写真３　　　　　　　　　　　　　　　　　写真４

�D　�Cの粘性のある溶液を注射器等で吸い込み，希硫酸を入れたビーカーの中に静かに押し出す。（写真５，６）

　　　　

写真５　　　　　　　　　　　　　　　　　写真６

�E 青みが抜けたら水洗いし，乾燥させる。

【授業の流れ】

過程	授業の流れ	留意点
導入	・前時の復習（再生繊維）を行う。 ・本時の目的（銅アンモニアレーヨンの合成実験）の流れを理解する。	・再生繊維について，大まかな合成過程を示す。その際，合成繊維，半合成繊維などとの違いも簡単に触れる。
展開	・器具，試薬の確認を行い，実験操作を始める。 �@硫酸銅(�U)から水酸化銅(�U)の合成。 �A水酸化銅(�U)からシュワイツァー試薬の合成。 �B脱脂綿の溶解。 �Cセルロースの再生。 ・実験結果をレポートに記入し，考察を行う。	・シュワイツァー試薬の合成が一番手間取ると思われるので，効率的な操作を心がけさせる。 ・脱脂綿の溶解は，後の操作に影響するため少量ずつちぎりながら，時間をかけて溶解させる。 ・セルロースを再生させる場合は，ゆっくり一定速度で押し出すことを注意する。 ・実験中は危険を伴うため，机間巡視で気を配り，適宜指導する。
終末	・本時の内容を振り返る。 ・次時の予告。

【結果】

生徒実験の結果どの生徒も若干の差があるものの，銅アンモニアレーヨンを合成できた。

【生徒の感想】

○　繊維が再生され驚いた。

○　シュワイツァー試薬に脱脂綿が溶けるのが不思議だった。

○　注射器から押し出すのが難しかった。うまく糸状にならなかった。

【考察・感想】

○　脱脂綿を溶かした溶液を注射器で吸い，希硫酸中に押し出すとき，注射器を一様の力でゆっくり押し出さないと，再生される繊維の形が“いびつ“になってしまう。

○　注射針に繊維が詰まってしまい，再生がうまくいかない場合がある。

○　注射針の代わりに，ストローや洗浄びんの先端を利用したり，注射器の代わりに駒込ピペットを利用したりしてみたが，これという物が見つからなかった。今後の検討課題である。

○　硫酸銅(�U)からシュワイツァー試薬を作る過程で，無機イオンの性質について戸惑いを見せる生徒がいたので，実験の説明の課程で，銅イオンの性質を再度確認することが必要であることが分かった。

　合成実験を行ったことで，生徒は再生繊維に関する興味・関心を持ったようである。今後，溶液を希硫酸に押し出し，繊維を再生させる課程での器具の工夫を検討したい。

　また，実験の過程で，錯イオン形成の復習を導入することで，確実な知識の定着の機会としたい。

（鹿児島県立財部高等学校　教諭　大浦竜二）