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第15回高校生ものづくりコンテスト全国大会（九州）課題質問回答 質問校
第15回高校生ものづくりコンテスト全国大会（九州）課題質問回答 質問校名 福岡県立小倉工業高等学校 部 門 名 化学分析 質 問 内 容 ＆ 回 答 Ｑ１ 予備滴定について質問です。駒込ピペット５mlが２本準備されていますが５mlホー ルピペットが準備されていないのでホールピペットを使用せず，駒込ピペットで検水 を採取して予備滴定を行って良いのでしょうか。（標準テキストでは駒込ピペットを 使用するようになっていますが，希釈倍率を決めるときの誤差が気になります。） Ａ１ 鹿児島県では，標準テキストに準じて，駒込ピペットを使用しました。今回も同様 に考えております。 Ｑ２ 上皿天秤が準備されていませんが，電子天秤（0.1ｍｇ）でＥＤＴＡ・2Na・2H2Oの粉末 を秤量して良いのでしょうか。 Ａ２ 実験室の様子を掲載しました。実験室が手狭であることと，近年の九州大会を参考 にして，電子天秤のみ設置しました。選手は緊張し，大変かと思いますが，電子天秤 での秤量をお願いします。秤量びんについては，高さを40mmのものにしてあります。 Ｑ３ 報告書の様式は公開されますか。 Ａ３ １ ２ ３ ４ 鹿児島県大会の資料を掲載しました。 報告書（Ａ３サイズ（両面印刷）の２つ折り）（表紙１＋罫紙３） 作成時の確認事項 実験メモ用紙 報告書記入例（この通りにする必要はありません） 県大会と同様の報告書を準備する予定です。最低限の記載すべき項目があれば，レイ アウト等は自由に作成して下さい。 回答校名 鹿児島県立鹿児島工業高等学校 責任者名 泊 康 弘 （参考資料） 高校生ものづくりコンテスト鹿児島県大会 （会場風景） ①実験台 ・狭い (幅 3000mm× 長さ 900mm）ので ，生 徒机を補助に使用します ※デシケータ・ピペット立て ・選 手の立ち位置は，斜め向かい合わせ になります。 ←生徒机 ・・・波形ピペット置きに変更 ②試薬・指示薬など ・滴びん（①NN ②BT） ※そのまま使用可 ⑨ ⑥ ⑦ ⑧ ・スクリューびん（③NN粉末） ※ミクロスパーテル使用 ④ ⑤ ・ポリびん小（④KOH ⑤緩衝溶液） ※駒込ピペット使用 ・ポリびん大（⑥試料水） ③ ① ② ・ポリびん （⑦調整EDTA） （⑧希釈試料水） ・洗ビン⑨（500ml） ③天秤 ・電子天秤のみ４台 ※２台ずつ向かい合わせ ①薬さじ・刷毛 ② ②薬包紙 ③過剰薬品回収ビーカー （写真以外） ④使用済み薬さじ回収箱 （写真以外） ⑤ デシケーター置 き机 ① ⑤デシケーター置き机 ※生徒机 を実験台と触れないように左 側配置 高校生ものづくりコンテスト鹿児島県大会（大会風景） ①実験台は，一人１台（ ↓ 二人が斜め向かい合わせに競技します。） 廊 下 側 透 明 ガ ラ ス ②実習台（生徒机にデシケータ・ピペット立てを配置） 生徒机上に ①デシケータ ②ピペット立て ↑ピペット置きを波形に変更 第１５回 高校生ものづくりコンテスト九州大会 （ ２０１６ 鹿児島 ） 化 学 分 析 部 門 報 告 書 課題 キレート滴定法により，未知試料水中の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。 競技年月日 日 時： 平成 ２８ 天 候： 湿 度： ［％］ 気 温： ［℃］ ７ 月 １０ 日 （ 日 ゼッケン番号（ 競技者 競技時間（ 年 係が記入します （ ） ） 分 ） 秒 ） 様式：Ａ３ 両面印刷 表紙１ページ ＋ 記入用３ページ Ａ４サイズに折りたたんであります。 別紙の項目について記入します。 （参考資料） 鹿児島県大会 資料１（報告書確認事項） 報告書作成についての確認事項 １ 報告書の計算には次の値を用いなさい。 CaCO3=100.1， ２ Ca=40.08， EDTA･2Na･2H2O=372.24 報告書には，最低限以下の事項について記載すること。 (1) キレート滴定の原理を示す反応式 結果 (2) ア ＥＤＴＡの採取量 （測定値） イ （計算式・計算値） ＥＤＴＡ標準溶液のファクター ウ 予備滴定について ○ 検水の硬度（概数値） （計算式・計算値） ○ 希釈の有無やその手順 （使用器具とその容量を必ず記述する） エ 滴定量 （測定値・平均値（計算式と計算値） オ （計算式と計算値） 各硬度 (3) 考察（予備滴定以降に行った実験手順の根拠などについて） ※ 注意 １ 使用器具・薬品類・操作の手順についての記述は，不要とする。 ２ エの滴定量については，すべての結果を実験メモ用紙に作成した表に示すこと。 報告書作成の際は，その中から選んで計算に使用することとする。 （報告書に関する注意事項） （1) 作成・提出について ア 作成の際は，報告書に記載されている項目について，見やすく丁寧に書きます。 イ 報告書は，後片付けを終えてから提出します。 ウ もし制限時間を超えそうな場合は，先に報告書を提出し，作業を打ち切り退出します。 （2) 測定した値について メモ用紙に記述したすべての測定値のうち，誤差を考慮して必要な３回分だけを転記し て，平均滴下量の計算をおこないます。 （※メモ用紙も提出をしてもらうので，実験データはすべて残ることになります。） （3) 報告書の「考察」欄への記載について 「予備滴定以降に行った実験手順の根拠」や「実験中の工夫・配慮」などについて記載 します。 （4) メモ用紙（白紙）について ア 「実験ノート」に相当するメモ用紙を用意するので，実験値等を記載します。 イ メモ用紙をもとに報告書作成をすることになるので，使用枚数は制限しませんが，必ず 報告書とともに提出して下さい。 鹿児島県大会 実験メモ用紙（実験記録シート） ※報告書に挟んで提出すること。 資料２（実験メモ用紙） ゼッケン番号 鹿児島県大会 資料３（報告書 作成例） 報告書 １ 第１５回 高校生ものづくりコンテスト 鹿児島県大会 化 学 分 析 部 門 報 告 書 競技題目 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。 期 日 平成 年 月 日 （ 天 候 （ ） 気 温 （ ［℃］） 湿 度 （ ［％］） ） ゼッケン番号 （ 競技時間（ 係が記入します ） （ １ 原理を示す反応式 ２ 結果 分 秒 ） (1) EDTAの採取量 (2) 0.01［mol／L］EDTA・2Na標準溶液の調製とファクター（f）の計算 （結果）f＝ ） 報告書 ２ (3) 予備滴定について ア イ 予備滴定の結果 希釈操作について ・希釈操作の有無（ あり・なし ） ・希釈操作の手順（希釈操作「あり」の場合のみ記入） ○使用したメスフラスコ (4) の容量 （ ）[ｍＬ] ○使用したホールピペットの容量 （ ）[ｍＬ] ◎希釈倍率 （ ）［倍］ 測定値（各硬度の0.01［mol/L］EDTA・2Naの滴下量）の記録 （表にして示すこと。計算に用いた滴下量（3個以上）がわかるように工夫すること。） ア イ 全硬度 （結果）平均滴下量 [mL] （結果）平均滴下量 [mL] Ca硬度 報告書 ３ (5) 各硬度の計算および結果 ア 全硬度（・使用したホールピペットの容量＝（ ）[ｍＬ]） （結果） イ ウ ３ 考察 Ca硬度 （・使用したホールピペットの容量（ [mgCaCO3／L] ）[ｍＬ]） （結果） [mgCaCO3／L] （結果） [mgCaCO3／L] Mg硬度 （予備滴定以降に行った実験手順の根拠や実験中の工夫・配慮などについて） 平成２８年度 高校生ものづくりコンテスト九州大会（鹿児島大会） 化学分析部門 審査基準 観点 安 全（５点） 実験環境（９点） 作 業 態 度 実験マナー（８点） 計画性（４点） 器具・機器（11点） 秤量・計量（４点） 技 術 度 試薬・薬品（９点） 滴定・終点（８点） 報告書（８点） 反応式計算（６点） 誤差考慮（３点） 完 成 度 ・ 測定値（２２点） 結 果 所要時間（3点） 評価項目 評価項目（内容） ① ・服装の安全上、不適切なものがない。 ② ・危険な作業態度をとらない。 安全を配慮して実施しているか。（３点） ① ・保護メガネ、手袋を必要な場面で使用している。 ② ・薬品は安全な方法で扱っている。 ③ ・ケガに繋がるような器具の取り扱いをしていない。 廃液の処理は適切か。（４点） ① ・廃液をこぼしたままにしていない。 ② ・廃液用容器内の廃液量が適切か。（適度に破棄している） ③ ・最終的に廃液回収容器に入れている。 ④ ・不要な廃液を出さないよう配慮している。 実験台は清潔に保っているか。（２点） ① ・実験台の整理整頓に努めている。 ② ・実験台が汚れたままになっていない。 器具・薬品の配慮は適切か。（３点） ① ・不要な器具が出ていない。 ② ・器具の転倒や破損が起きないように配慮している。 ③ ・薬品、溶液が安易にこぼれないように配慮している。 迷惑行為・危険行為はなかったか。（２点） ① ・他の実験者の迷惑にならないように行動している。 ② ・他の実験者の迷惑にならないようように器具や薬品を扱っている。 破棄器具・こぼした薬品などの後始末は適切か。 （２点） ① ・薬品をこぼしたままにしない。こぼした時は適切な方法で処理している。 （２点） ② ・破損した器具は適切に後始末をしている。 使用後の後始末は適切か。（４点） ① ・実験終了後の器具は綺麗にしている。 ② ・洗浄後のすすぎ洗いを適切に行っている。 ③ ・ゴミを残さずに捨てている。 ④ ・実験終了後の実験台を清潔にしている。 実験操作の手順は正しいか。（２点） ① ・目的に合致する手順で進めている。 ② ・無駄な操作をしない。 状況判断と適切な行動（２点） ① ・実験手順を予測した上での行動がとれる。 ② ・不測の事態に対して冷静に行動できる。 器具・機器類の選択は適切か。（２点） ① ・実験の目的に適した器具・機器を使用している。 ② ・使用目的と異なる使い方をしない。 器具・機器類の配置は適切か。（２点） ① ・不必要な器具を置いていない。（実験台のスペースを有効に使用している） ② ・安全上、器具の配置が適切である。（操作しやすいようにしている） 器具・機器類の取扱は適切か。（７点） ① ・メスフラスコについて、試薬の溶解、メニスカス、振り混ぜが適切である。 ② ・ホールピペットについて、共洗い、メニスカス、排出が適切である。 ③ ・ビュレットについて、共洗い、メニスカスが適切である。 ④ ・共洗いは必要な器具と適量で操作している。 ⑤ ・汚染や破損に気をつけながら操作している。 秤量・計量の方法は適切か。（３点） ① ・目的に合った操作をしている。 ② ・天秤の取り扱いが適切である。 ③ ・使用器具が適切である。 目盛りを読み取る姿勢は正しいか。（１点） ① ・秤量・計量時の姿勢が適切である。 試薬・薬品類の選択は正しいか。（３点） ① ・ｐH調整剤と指示薬の使用が正しい。 ② ・添加量が適切な範囲にある。 ③ ・不適切な指示薬の使い方をしていない。 試薬・薬品類の配置は適切か。（２点） ① ・使用中は汚染や転倒に配慮している。 ② ・使用後は適切な場所（または元の場所）に置いている。 試薬・薬品類の取扱は適切か。（４点） ① ・吸湿や二次汚染の防止に配慮している。 ② ・正しい方法で採取している。 ③ ・調製した試薬にラベルを貼っている。（記載事項も適切か） ④ ・取り終えた試薬容器に速やかに蓋をしている。 手際よく滴定操作ができているか。（５点） ① ・被滴定液（検水の採取量、指示薬類の添加量）の取扱が適確である。 ② ・適当な滴定量になるように配慮している。 ③ ・ビュレットの滴下操作や滴下速度が適切である。 ④ ・振り混ぜが適切である。 ⑤ ・滴定用のコニカルビーカーに採取する前に検水を振り混ぜている。 終点の判断は適切か。（３点） ① ・適切な変色で終点を判断している。 ② ・終点（変色）にばらつきがない。 ③ ・終点の判断が１滴又はそれ以下で行っている。 反応式・計算式など必要なものが記入されてい ① ・報告書に記載されている項目について書いてある。 るか。（8点） （反応式・ファクター・予備滴定・希釈・結果（測定値・硬度）・考察） ② ・見やすく丁寧に書いている。 反応式に基づいた計算が正しくされているか。 ① ・反応式が正しい。 （６点） ② ・EDTAのファクター、硬度の計算方法が正しい。 ③ ・計算結果への有効数字が考慮されている。 誤差を考慮したか。（３点） ① ・すべての滴定結果を記載し、適切な平均滴定量が記載されている。 配 点 服装・作業態度は適切か。（２点） 測定値は正しいか。（２２点） Caおよび全硬度の測定値（相対誤差の絶対値）［％］ １．０未満（１０点） １．０以上３．０未満（７点） ３．０以上５．０未満（４点） ① ５．０以上１０．０未満（２点） １０．０以上２０．０未満（１点） ２０．０以上（０点） Ca硬度（１０点満点） 全硬度（１０点満点）でそれぞれ採点する。 Mg硬度（２点）…計算が間違っていなければ２点とする。 実験は正確かつ迅速であったか。（3点） ・競技時間内に実験、片付け、報告書の提出がなされた。 ただし、次の時間範囲で得点を与える。［分］ １２０以内（３点） ① １２０～１３５以内（２点） １３５～１５０以内（１点） １５０超（「完成度・結果」については採点しない。） 22 36 42 100 第15回高校生ものづくりコンテスト全国大会（九州）課題質問回答 質問校名 大分県立大分工業高等学校 部 門 名 化学分析 質 Ｑ１ Ａ１ 問 内 容 ＆ 回 答 昨年の大会では詳細な審査基準や報告書の様式，器具類の写真等が公開されたと思 いますが，今年はどのようになるのですか。 類似するご質問がございました。 ①詳細な審査基準 ②報告書の様式 ③器具類の写真（会場風景写真）について 以上の３点について，併せて掲載いたします。 回答校名 鹿児島県立鹿児島工業高等学校 責任者名 泊 康 弘