分子模型を使い、原子論的にものを考えよう！

高校生のために環境問題を考える教材を作り、理科の授業で実践してきたものをここに紹介することにしました。
分子模型を作り、原子論的に考えることが大切であると思い、ここにダイオキシン問題をを取り上げてみました。

この教材は林煕さんと河合良一さんのレポートからたくさんのヒントを頂きました。

現在ではプラスティックによる海洋汚染が大問題となっていますが、
このようなごみ問題を考えるときにも分子模型を作り、原子論による物質不滅の法則をしっかり押さえ、
イメージ豊かに考えることが大切だと思います。
ここで紹介するような考えで原子論的にプラスティックによる海洋汚染についても考えてみてはいかがでしょうか。
みなさんもこれを機会にいろんなことを原子論的に考えてみましょう。

板倉聖宜さんは原子論的な見方を日本の歴史を考ええるところに用いて江戸時代に農民が何を主食としていたかを解明されました。
そして人口の変化に着目して時代区分の意味も明らかにされました。
原子論を元にした物質不滅の法則がいかに大切な法則だあるかを教えてくれているのではないでしょうか。

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ダイオキシンを環境に出さないために

1. 環境問題としてごみの焼却問題が大変大きな問題となってきました。最近特に問題なっているものの一つに最強の毒物 ⁽¹⁾（　　　　　　　　　　）があります。
   これはどんなものでしょうか。歴史的にはダイオキシンは1872年にドイツで合成されたのが最初です。
   私が初めてこのダイオキシンを言う物質の名前を聞いたのは、1970年代のことです。
   米軍が⁽²⁾（　　　　　　）戦争のときに南ベトナム解放戦線の兵士たちがどこにいるのかわからないからといって、
   「枯葉作戦」と称して大量の除草剤をまき散らしました。その時使用した除草剤の中に、不純物としてダイオキシンが含まれていたのです。
   ベトナムではそのときの影響で、奇形児がたくさん生まれているというニュースがありました。
   「⁽³⁾（　　　　）ちゃんと⁽⁴⁾（　　　　）ちゃん」は二人の身体が一部の臓器を共有して くっ付いていて強烈な印象を受けました。
   　1976年にはイタリアのセベソ市にある農薬工場で爆発が起こり、ダイオキシンがまき散らされるという事故がありました。
   そして当然、日本でも使われている除草剤にも⁽⁵⁾（　　　　　　　　）が含まれているのではないかという疑問がもたれ、 いろいろなことが調べられ議論されました。
   さらにその後、ダイオキシンは製紙工場でパルプを⁽⁶⁾（　　　　）するときにもできるらしいことやゴミの ⁽⁷⁾（　　　　）でもできていることが明らかになりました。
2. ４種類の原子からなる有機塩素化合物
   　ダイオキシンというのは、一つの物質の名前ではなく、二つのベンゼン環が⁽⁸⁾（　　　　）原子２個で結合した ⁽⁹⁾（　　　　）化合物で、
   そのうちに⁽¹⁰⁾（　　　　）種類もある物質の総称です。
   その中でも⁽¹¹⁾（　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　）は、 人間が作り出した。物質の中で最も毒性の強いものだと言われています。
   
3. ごみを燃やすとなぜダイオキシンができるのでしょうか。分子模型を使ってその理由を考えてみましょう。
   ダイオキシンの分子構造にはどのような特徴があるのでしょうか。
   ダイオキシンの分子には形からすぐにわかる特徴のある⁽¹²⁾（　　　　　　　　　）を含んだ有機化合物です。
   分子模型を見ればすぐに気が付きます。その中にあるもう特徴的な原子は⁽¹³⁾（　　　　　　）です。
   これを含む有機化合物には有毒なものが多いことが知られています。ダイオキシンは自然界には存在しなかった物質です。
   阪神淡路大震災で倒壊した家屋の廃材が野焼きされる現場で次のようなことが分かりました。
   天然材に比較して、新建材やプラスチックなど人工的に合成された有機化合物を⁽¹⁴⁾（　　　）温で燃やしたとき
   ⁽¹⁵⁾（　　　　　　　）燃焼することになり、
   ダイオキシン類が極めて大量にできるというのです。
   ダイオキシンは８５０℃以上の高温になると分子が分解されやすくなりますが、
   焚火や小さい焼却炉でものを燃やすときにはとてもこの温度まで上げることはできません。
   
4. プラスチックの種類
   では燃やしたときにダイオキシンを発生しやすいのはどんなものがあるのか、プラスチックなどの分子模型から考えてみましょう。
   どんな物質にダイオキシンの材料になるものがあるのでしょうか。 ａ．塩素を含むプラスチック
   ①ポリ塩化ビニル ②ポリ塩化ビニリデン
   
   ｂ．ベンゼン環を持っているプラスチック
   ③PET（ポリエチレン・テレフタレート） ④ポリスチレン（スチロール）
   
   ｃ．塩素原子もベンゼン環も含まないプラスチック
   ⑤ポリエチレン ⑥ポリプロピレン ⑦セルロース
   
   
5. ダイオキシンを減らす方法は？
   分子の中に塩素の入ったポリ塩化ビニル⁽¹⁶⁾（例　　　　　　　　　　　　　　　　　） やポリ塩化ビニリデン⁽¹⁷⁾（例　　　　　　　　　　　　　　　　　）と
   ベンゼン環を含むPET（⁽¹⁸⁾例　　　　　　　　　　　　　　）やポリスチレン⁽¹⁹⁾ （例　　　　　　　　　　　　　　　　　）を一緒に燃やす時に
   ダイオキシンができやすいことはダイオキシンの分子模型からも想像することができます。
   だから、ダイオキシンの発生を減少させるためには私たちが次のことに気をつける必要があります。
   ①ゴミが完全燃焼するように焼却炉での燃焼温度を８５０℃以上の高温とする。（９００℃以上とすることが望ましい）
   　修理などで焼却炉を止めるときなど、温度が下がるときダイオキシンが発生することになるため、 一度燃やし始めたら長時間連続して運転し続けなくてはならない。
   　なお、高温でものを燃焼させるときには⁽²⁰⁾（　　　　）酸化物ができやすいので、 大気汚染の公害の元となるので、その対策も取らなければならない。
   ②焼却炉でごみを燃やすとき高温にするために家庭からごみを出すときに皆が協力すべきこともある。ゴミは小分けにして出し、
   　⁽²¹⁾（　　　　）をできるだけ少なくなるように気をつけましょう。
   ③買い物をするときには、余分な包装紙や買い物袋は断るなど、ごみそのものの量を減らす努力をしましょう。
   ④ダイオキシンなどの発生原因となる含むものは買わないようにしましょう。
   ⑤塩素原子を含むプラスチックなどをベンゼン環を含むプラスチックと分別する。
   　例えば発泡スチロールのトレーを⁽²²⁾（　　　　　　　　　　）と一緒に燃やさない。
   ⑥種類のわからないプラスチックはすべて燃えないゴミとする。
   ⑦ダイオキシンなどの危険な物質についていろいろと調べ、周りの人知らせてください。 自治体にも環境対策をしっかりとするように働きかけましょう。

塩素を含むプラスチックを見つけるには

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　しばらくお休みしていましたが、”ふうてんの寅さん”に似た響きの名前で復活することになりました。
まさに寅さんのように旅行カバンに実験道具を入れ、仲間たちと一緒に足の向くまま気の向くままに旅をしてきました。
南京で行われた物理教育国際会議に仲間たちと参加してきたときのことです。
南京の東南大学の教授に”戸田”は中国語でどのように読むのか聞いたところ、
”フー・ティェン（Hu_Tiang）”と発音するとのことでした。
そのことをヒントにふうてんの寅さんに似た”Hu_Tiang_TODA”（ふうてんの戸田）という名前で再登場することにしました。

追記(2020/01/15)　偶然ではあると思いますが、映画のふうてんの寅さんも戻ってきましたね。 　現在では１０年前のエネルギーはありませんが、ホームページを作ることも脳トレになると思い、
サーバーのトラブルのため壊れたウェブサイトを少しずつ回復させていきたいと思います。
ソースコードも整理し分かりやすくしていこうと思います。
まだ全体は出来上がっていませんが、ときどきはこのホームページをのぞいてご意見をもらえると嬉しいです。
日頃は無農薬野菜を作っていますが、美味しいと孫たちに喜んでもらえるのがとてもうれしいです。
ときどき、近所の仲間と放射能について学んでいます。

　このホームページで紹介しているものやアイデアを教育などのいろいろな場でご利用いただくことはたいへんにうれしいことです。
あなたの考えをこのように発展させたとか、このように改良したとの意見を頂けるとありがたいです。
このホームページのすべてまた一部を利用するときには必ず私にも連絡してください。
私の了解を取らないまま，論文，ホームページやプログなどへの発表をしたり，営利目的および商業目的で無断利用をしたりしないでください。

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