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化 学 分 析 部 門 実 施 要 項
平成２８年度 第１３回熊本県高校生ものづくりコンテスト 化 学 分 析 部 門 実 施 要 項 １ 趣 旨 第１５回高校生ものづくりコンテスト九州大会の予選として開催し、熊本県代表選手１名の選出 を目的に実施する。 第１５回高校生ものづくりコンテスト全国大会の実施要項（http://www.zenkoukyo.or.jp/mono/ 15mono_yoko.pdf）に準じて開催し、第１５回高校生ものづくりコンテスト全国大会化学分析部門課 題（http://www.zenkoukyo.or.jp/mono/kadai/2015051kagaku_kadai.pdf）に従って実施する。ただ し、会場の都合等でそのとおり実施できない場合は、変更点について事前に周知する。 ２ 役 員 運営委員２名は熊本県工業高等学校長会からの指名による。 運営委員は会場校の工業化学科から１名及びそれ以外の工業化学科から１名の計２名。なお、 会場校に工業化学科がない場合は、会場校以外の工業化学科から２名が指名される。 今年度の役員は次のとおりとする。 役 員 名 運営委員 職名 教諭 運営委員 教諭 堀 氏 名 江 幸 司 所 属 熊本県立八代工業高等学校 松 下 進 熊本県立玉名工業高等学校 競技委員（職員）及び補助員（生徒）が必要な場合には、別途、運営委員が会場校の工業化学 科に依頼する。 ３ 会 場 （熊本県立玉名工業高等学校 実習棟４階） (1) 競技会場・打合会２ 無機化学反応実習室 (2) 打合会１・講評・第２日受付 化学工業基礎実習室 前方 (3) 選手・引率者控室 化学工業基礎実習室 後方 (4) 審査及び審査員控室 工業化学準備室 以上は、化学分析部門専用の会場である。全部門共通の会場については全体の実施要項を 参照のこと。 ４ 日 程 （1） 平成２８年６月１８日（土) 開始 終了 １３：３０ １３：５０ 内 受 容 付 会 場 化学工業基礎実習室 １４：００ １４：３０ 打合会１ 化学工業基礎実習室 日 １４：３０ １６：３０ 打合会２ 無機化学反応実習室 １ 目 詳 細 日程等の説明 競技場所抽選・ｾﾞｯｹﾝ配付 競技等の説明 会場下見及び器具確認等 審査員による打合せ １４：００ １６：３０ 審査員打合せ 控室及び競技会場 会場・器具確認 質問への回答 － 1 － （2） 平成２８年６月１９日（日） ２ 日 目 開始 ８：００ 終了 内 ８：５０ 受 容 会 場 詳 細 付 化学工業基礎実習室 更衣・準備・待機・移動 ９：００ ９：２０ 開 会 式 工業技術基礎実習室 競技者はゼッケン着用 ９：２０ ９：４０ 準 備 化学工業基礎実習室 控室で待機し、会場に移動 ９：４５ １２：１５ 競 技 無機化学反応実習室 競技時間は２時間３０分 １２：１５ １３：００ 昼 食 化学工業基礎実習室 １３：００ １５：００ 審 査 工業化学準備室 １５：００ １５：２０ 講 評 化学工業基礎実習室 審査員による部門別講評 選手は控室で制服に更衣し待機 １５：３０ １６：００ 閉 会 式 工業技術基礎実習室 競技者は制服着用 １６：００ １６：２０ 写真撮影 化学工業基礎実習室 ５ 参加資格及び出場選手 (1) 熊本県内高等学校の工業化学系学科に在籍している生徒であること。 (2) 各校２名以内とする。 (3) 出場選手名簿 ｾﾞｯｹﾝ 選 手 学 かい たつや 甲斐 達也 科 学年 工業化学科 3 工業化学科 3 工業化学科 3 工業化学科 3 響架 工業化学科 3 中村みやび 工業化学科 3 さとう のぞみ 佐藤 望 おおつぼはるか 大坪 遥香 ながい ひろみ 永井 裕美 おおほり きょうか 大堀 なかむら 学 校 熊本県立熊本工業高等学校 指導者 辻 渚 熊本県立玉名工業高等学校 池松紗羽 熊本県立八代工業高等学校 村上頼子 ６ 審 査 員 外部機関に所属する分析化学の専門家、原則として3名に委嘱する。外部機関とは大学、工業 高等専門学校、分析機関、化学会社等とし、委嘱に関する事務処理は事務局が行う。 今年度は次の3名の先生に委嘱する。 崇城大学工学部 所 属 ナノサイエンス学科 有明工業高等専門学校 株式会社 物質工学科 三計テクノス 分析課 准教授 所在地 氏 名 博士(工学) 熊 本 市 西田 正志 氏 准教授 博士(工学) 大牟田市 藤本 課長 環境計量士 熊 本 市 中松 大輔 氏 健 氏 ７ 審査基準 評価項目及び評価観点は、第１６回ものづくりコンテスト全国大会化学分析部門審査基準によ る。なお、具体的な採点表等の作成は、審査員に事前に策定を依頼し、事前に公表する。 ８ 課 題 第１５回高校生ものづくりコンテスト全国大会化学分析部門課題（http://www.zenkoukyo.or.jp/ mono/kadai/2015051kagaku_kadai.pdf）による。 － 2 － 第１５回（平成２７年度）高校生ものづくりコンテスト全国大会 化学分析部門 課題 １ 課 題 キレート滴定法により試料水中のＣａ及びＭｇの定量を行うことにより試料水の各硬度を求 め、測定結果報告書を提出する。 ２ 競技時間 ２時間３０分 ３ 実験概要 (１) 実験方法は、JIS K 0101：1998 工業用水試験法に準ずる。 (2) 妨害物質を含まない試料の全硬度・カルシウム硬度・マグネシウム硬度を求める。 (3) 全硬度及びカルシウム硬度は、滴定法により求め、マグネシウム硬度は測定で得られ た全硬度・カルシウム硬度を使用し、計算によって算出する。 (4) 実験操作や器具の使用は、化学実験の基本的な操作法に従う。 (5) 全硬度を求める際には、化学反応式、化学計算を考慮して行う。 (6) マスキングにシアン化合物は使用しない。 ４ 実験の用件 (1) 実験方法は、JIS K 0101：1998 工業用水試験法の15.1.1、15.2.1及び15.3.1(49.1 及 び 50.1)に準ずる。 ただし、Ｆｅ(Ⅱ)、Ｎｉなどの妨害物質は含まないものとする。 硬度：水中のカルシウム塩やマグネシウム塩の含有量を示すものを硬度という。 水 1Ｌ中に含まれる炭酸カルシウム（ＣaＣＯ３）のmg 数で表す。 (2) 実験操作や器具の選択は、準備された器具の容量や化学実験の基本的な操作法を考 慮して行う。 (3) 課題を進める際には、実験マナー・安全性・分析技術・測定精度を考慮する。 (4) 実験報告は、時間内に必要事項を測定結果報告書に記載し提出すること。 (5) 競技会前日に実験室の施設・設備の説明を受け、さらに各自の実験器具の準備及び操 作の確認を行う。 (６) 前日のビデオ・写真撮影を禁止する。 ５ 注意事項 (1) 白衣（実習服）・保護メガネ・筆記用具・作業靴等は競技者が用意する。 (2) 電卓の使用は可とする。ただし、プログラム機能等の使用は失格とする。 (3) 実験器具は、準備されているものから適正な器具を使用すること。 ガラス器具等の実験器具は、持ち込みを禁止する。 (4) 実験中は実験室でのルールを守る。 (5) 安全には十分配慮する。 (6) 全日程について競技委員の指示に従わない場合は失格とする。 ６ 評価の観点 (1) 作業態度 (2) 技術度 (3) 完成度 － 3 － ７ 化学部門審査基準 評価項目 評価観点 服装・作業姿勢は適切か 安 全(6点) 安全を配慮した実験ができているか 廃液等の処理は適切か 作業態度 実験環境(9点) 実験台は清潔に保たれているか (24点) 器具･薬品類の配慮は適切か 迷惑行為･危険行為はなかったか 実験マナー(9点) 破損器具・こぼした薬品等の後始末は適切か 使用後の後始末は適切か 実験手順は正しいか 計画性(6点) 状況を判断し、適切な行動がとれているか 器具･機器類の選択は正しいか 器具･機器類（9点） 器具･機器類の配置は適切か 器具･機器類の取り扱いは適切か 技術度 計量･秤量の方法は適切か 秤量・計量(6点) (36点) 目盛りを読み取る姿勢は正しいか 試薬･薬品類の選択は正しいか 試薬・薬品類(9点) 試薬･薬品類の配置は適切か 試薬･薬品類の取り扱いは適切か 手際よく滴定操作ができているか 滴定・終点操作(6点) 終点の判断は適切か 報告書（5点） 反応式･計算式など記載漏れがないか 反応式･計算（5点） 反応式･計算は正しいか 完成度・結果 誤差考慮（5点） 誤差を考慮したか (40点) 測定値（15点） 測定値は正しいか 所要時間（10点） 実験は正確かつ迅速であったか 備考 同点の場合は測定値・所要時間を考慮し，審査員による総合的な協議により，上位者を決定 する。 なお、表中の点数は、熊本大会独自の基準である。 また、各評価観点ごとの詳細について、大会までに例示を公開する。 8 表 彰 (1) 金 賞 １名（熊本県代表として九州大会出場） (2) 銀 賞 １名 (3) 銅 賞 １名 (4) 敢闘賞 ３名 金賞を受賞した生徒は、九州大会の出場権を得る。 ただし、金賞を受賞した生徒がやむを得ない理由により出場を辞退した場合は、銀賞を受賞し た生徒が出場権を得るものとし、順次移行していくものとする。 － 4 － (参考) 第１６回高校生ものづくりコンテスト全国大会 化学分析部門 課題 １ 課 題 キレート滴定法により試料水の硬度を求める。 ２ 競技時間 ２時間３０分 ３ 実験概要 事前に十分乾燥処理されたEDTA・2Na・2H2Oを用いてEDTA標準溶液を調製し、キレート 滴定法により、用意された試料水（2種類）の全硬度・Ca硬度・Mg硬度を定量する。 ４ 実験条件等 (1) 実験方法は、新版工業化学実習１(実教出版)の「11水質の試験－4硬度の測定」(p109 ～110)に準ずる。 ※「10キレート滴定」(p97～103)も参照すること。 (2) 全硬度・Ca硬度・Mg硬度は全て炭酸カルシウム相当量[mgCaCO3/L]に換算すること。 (3) 試料水には、Fe3+、Cu2+、Zn2+などの妨害物質は含まないものとする。 ※マスキングにシアン化合物は使用しない。 (4) EDTA標準溶液の亜鉛溶液を用いた濃度評定は行わない。計算によりファクターを求め る。 (5) 実験に必要な器具や薬品等は、準備されたものから適正な器具を使用すること。 ※ガラス器具等の持込は認めない。 (6) コニカルビーカーへの試料採取量は、全硬度測定時にはCaとMgの合計量がCa量とし て5mg以下とし、Ca硬度測定時にはCa量として5mg以下とする。それぞれ、水を加えて約50 mLとしてから測定を行うこと。 (7) 滴定回数は測定精度を考慮して判断すること。また、測定値の平均を計算するときに用 いるデータ間の誤差には注意すること。 (8) 実験結果は指定された事項を報告書に記載し、その都度速やかに提出すること。 (9) 実験操作や器具の選択は、準備された器具の容量や化学実験の基本的な操作方法お よび測定精度を考慮して行う。 ※参考資料『日本工業化学教育研究会・高校生ものづくりコンテスト化学分析部門研究委 員会発行 高校生ものづくりコンテスト化学分析部門ブロック大会標準テキスト2015年版 (キレート滴定法)第2節ガラス体積計の使用法』 (10) 競技会前日に実験室の施設・設備の説明会および実験器具の準備・確認を行う。 ５ 注意事項 (1) 白衣(実習服)・保護メガネ・筆記用具・電卓・作業靴等は、競技者が用意する。 (2) 電卓の使用は可とする。ただし、プログラム機能等の使用は失格とする。 (3) 実験中は安全を最優先すること。 (4) 全日程について競技委員の指示に従わない場合は失格とする。 (5) 競技会場内におけるビデオ・写真等の前日撮影を禁止する。 － 5 － ９ 会場配置図（無機化学反応実習室） 黒 ﾎｳｷ ｶﾒﾗ ﾁﾘﾄﾘ □不燃物 □ □可燃物 □廃液 板 ｶﾒﾗ□ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 器具（予備）置場 審査員 水 運営委員・時計 温湿度計・時計 可燃物□ 廃液□ 流 し （ 使 用 不 ） 可 1 1 4 １ ◇ ① ④ 2 5 2 ２ ◇ ② ⑤ 3 6 3 ３ ◇ ③ 4 ４ ◇ 天 秤 5 ５ ◇ 天 秤 天 6 ６ ◇ 秤 ⑥ 水 ↑ 時計 １ 図中の番号はゼッケン番号を示している。それぞれ、作業スペース（ 1 ～ 6 ）、器具置場（◇ ６ ）、使用する流し（1～6）、イスの位置（①～⑥）を示している。作業スペースは実験台一面を ～◇ 使用してよい。 選手が通行できる所は、選手が操作している場所以外の通路である。 － 6 － １０ 各実験台に用意される器具等 器具 ビーカー ビーカー ビーカー ビーカー ビーカー メスフラスコ メスフラスコ メスフラスコ メスフラスコ ビュレット ビュレット台 コニカルビーカー ホールピペット ホールピペット ホールピペット ホールピペット ホールピペット ピペット立て ピペット置き 駒込ピペット 駒込ピペット 駒込ピペット デシケーター 時計皿 ロート ロート ロート台 ろ紙 共栓びん 試薬用ポリ容器 秤量びん ガラス棒 薬さじ 安全ピペッター 洗びん 液体洗剤 キムワイプ ポリビーカー ラベル(青・赤) ブラシ ポリ手袋 ぞうきん スポンジ 踏み台 容器入れかご 規格 50 mL 100 mL 200 mL 300 mL 500 mL 100 mL 200 mL 250 mL 500 mL 50 mL 200 mL 5 mL 10 mL 20 mL 25 mL 50 mL 1 mL 2 mL 5 mL 内径120 mm φ120 mm φ45 mm φ75 mm φ125 mm 250 mL 500 mL φ40×H40mm 500 mL 250 mL 500 mL取手付 40mm×70mm 大、小 ○×○×H○ 25×37×H14cm 個数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1箱 1 1 1 1 1 1 1 1 1箱 2 各2枚 各1 1組 1 1 1 2 － 7 － 備考 持参 台部は白色磁器製 各種ピペット16本立用 6本置き ゴムキャップ有り ゴムキャップ有り ゴムキャップ有り ガラス製 ガラス製 プラスチック製 アドバンテック定性Ｎｏ１ 透明びん デシケーター中 持参(予備も含む) 可燃物ゴミ用・廃液用 持参(予備も含む) 木製（打合会で確認） プラスチック製(水切りはできません) １１ 共用として用意される器具・薬品等 器具 電子上皿天秤 電子天秤 薬包紙 グリース 純水 可燃物ゴミ箱 不燃物ゴミ箱 廃液タンク ほうき ちりとり 温・湿度計・時計 時計 １２ 規格 精度 0.1 g 精度 0.1 mg 105 mm 20 L 20 L 個数 3 3 5箱 1 2カ所 2カ所 1カ所 2カ所 1 1 2 1 備考 各天秤の横に刷毛有り 各天秤の横 各実験台に用意される試薬 薬 品 試料水 EDTA粉末(EDTA・2Na・2H2O) 塩化ｱﾝﾓﾆｳﾑ・ｱﾝﾓﾆｱ緩衝液 容器 数 備 考 500 mL 1 50 g 1 乾燥済み・ﾃﾞｼｹｰﾀ中保管 試薬特級を用い、純度は100 ％とする。 100 mL 1 ｴﾘｵｸﾛﾑﾌﾞﾗｯｸＴ指示薬（EBT） 50 mL 1 HSNN指示薬 30 mL 1 水酸化ｶﾘｳﾑ溶液 100 mL 1 KOH45g＋H2O100mL 塩化ﾋﾄﾞﾛｷｼﾙｱﾝﾓﾆｳﾑ溶液 100 mL 1 10w/v％-(NH3OH)Cl － 8 － １３ 熊本大会のローカルルール及び確認事項 全国大会の実施要項及び課題の記述だけでは不十分である。また、会場の広さ等の制約もあ るので、熊本大会独自のローカルルールを次のとおりとする。 1) 実験器具等は各実験台に置いてあるので、その中から必要なものを選び使用すること。黒 板前（正面）の実験台には破損したとき等の予備の器具のみを置く。 2) 実験器具等は、前日の打合会時に各自確認する。洗浄済みだが、さらに洗浄しても構わな い。ただし、競技時間以外の操作等は採点の対象にはしない。 3) 使用する水道と流し台は各実験台に付属のものとし、実習室西側の大きな流し台は使用し ない。 4) 基本的には、実験室内での飲食は禁止であるが、熱中症対策としてペットボトル等の持ち 込みを許可する。 5) 暑い場合には、すべての選手が天秤の使用を終了したと確認できた時点で窓を開けること がある。 6) 大会期間中に競技会場（無機化学反応実習室）に入室できるのは、出場選手・審査員及び 運営委員・競技委員とする。 7) 化学分析部門の運営に際し、競技委員の仕事分担は次表のとおりとする。競技委員は運営 委員から、会場校職員または県内工業化学科職員に委嘱する。 係分担 運営委員 会 場 係 氏 名 堀江幸司 校 名 八代工高 内 容 ・部門全体の企画・運営・審査員補助 松下 玉名工高 ・実施要項の作成・競技及び打合せ会の進行 進 泉・濱邊・西山 ・競技会場・抽選会場の設営・整備・撤去 ・平・松下 準 備 係 松下・濱邊 接 待 係 受 付 係 平 救 護 係 記 録 係 ・器具・薬品等の準備 玉名工高 ・湯茶の準備 ・審査員の案内 ・受付及び会場への案内 ・保健室への誘導 西山 ・ビデオ撮影（記録・各校へ配付） 泉 ・写真（記念撮影も含む） 8) 競技中に地震が起こったときの対処は、次のとおりとする。 ① 実験台等の下に身を隠すなど、まず、身の安全を保ちつつ、出来る限りガスの元栓等を 閉める。運営委員は出口の確保を図る。 ② 揺れがおさまったら、落下物等の点検を行い、安全を確認する。 ③ 器具の転倒や破損、試薬の流出等の被害があった場合には、速やかに対処する。これ に要した時間は、競技時間に含めず、減点の対象ともしない。 ④ 避難等の指示があった場合には、その指示に従い、速やかに避難する。 ⑤ このほか、審査員又は運営委員および事務局の指示に従う。 － 9 －