系では凝固し始める温度（液相線）と凝固が完了する温度（固相線）が異なる。ここで液 相線と固相線の間の温度では、液相と固相の２相が共存する。この領域ではＣ＝２、Ｐ＝
２であるため、自由度の数Ｆは２となる。圧力は大気圧で一定であるため、自由度は２か ら１へ減少する。そのため液相と固相の２相共存領域では、先程の単成分系で見られたよ うな温度一定とはならず、温度が変化する。そのため、Ｂの分率が0.0と1.0以外の場合の 冷却曲線は、固相と液相の２相共存領域においても温度は時々刻々と変化することができ る。ただし冷却曲線を測定すると液相線と固相線に相当する温度において屈曲点が見られ ることから、液相線と固相線の温度を測定することができる。
【2】目的
物質の凝固点付近の冷却曲線を観測することにより、状態図と相律を理解する。更に、
熱電対の原理と使用法に関しても理解する。
【3】実験方法
○実験に必要なもの
a) 装置：電気炉、スライダック
b) 器具：熱電対（２種類の金属線の両端を接合したもので、熱起電力を温度に換算して温 度測定を行う）、るつぼ、デジタルマルチメーター（テスター）、ストップウォッ チ
c) 試料：スズ、スズ-鉛合金
○実験手順
1) 「スズ」、「スズ-鉛合金」をそれぞれ、るつぼに入れ、熱電対を試料に差込み、電気炉に セットする。
2) 電気炉の電源を入れて、融点より少し高い温度まで温度が上がったら、電源を切る。
3) 降温時の時間に対する温度変化を、30秒間隔で記録する。
図１ 固溶体を生じる場合の状態図（左）と冷却曲線（右）
【4】結果と考察
1) 降温時における時間に対する温度変化を、「スズ」、「スズ-鉛合金」のそれぞれに対して 冷却曲線を作成しなさい。
2) 「スズ」の冷却曲線より凝固点が何度か求めなさい。またこの時、どの部分で何の相が 出現しているのかを考え、その理由を説明しなさい。
3) 図２のSn-Pbの二成分系の状態図によれば、「スズ-鉛合金」の融液を冷却すると、(1) 「液
相（Ｌ）」単相領域 → (2) 「液相（Ｌ）」＋「Snを多く含む固相（Ｓ）」の２相共存領 域 → (3) 「液相（Ｌ）」＋「Snを多く含む固相（Ｓ）」＋「Pbを多く含む固相（Ｓ）」
の３相共存領域（共晶領域）→ (4) 「Sn を多く含む固相（Ｓ）」＋「Pb を多く含む固 相（Ｓ）」の２相共存領域 の４段階を経由して凝固が終了することがわかる。観測した
「スズ-鉛合金」の冷却曲線において、どの部分が(1)〜(4)の各段階に相当するのか、各 段階での自由度の数を求めて説明しなさい。
4) 室温においてSnにPbが固溶する場合、PbにSnが固溶する場合、どちらが固溶限界濃 度が高いのかを考えなさい。
【5】課題
温度測定の手段として、どのような方法があるのか。熱電対を含め、他の方法も調べな い。
図２ Pb-Sn系状態図
ものづくり創成実習I・同II (実験1) レポートチェックシート
学籍番号 班番号 氏名 １
チェック項目 実験者の
チェック
採点者の チェック
書式 レポートの書式は適切か。
書式 実験の内容（実験操作など）がきちんと記述されているか。
書式 有効数字は正しく取り扱われているか
実験 1 実験操作などがきちんと記述されているか。
実験 1 調製した溶液の濃度が正しく計算出来ているか。
実験 2 実験操作などがきちんと記述されているか。
実験 2 調製した溶液の濃度が正しく計算出来ているか。
実験 3 実験操作などがきちんと記述されているか。
実験 3 水 1 滴の体積が正しく求められているか？
課題 レポート課題 1 が正しく記述されているか？
課題 レポート課題 2 が正しく記述されているか？
考察 考察が記述されているか？（単なる感想などは不可）
実験 4 その他特記事項
ものづくり創成実習I・同II(実験２)のレポートのチェック表
学籍番号 班番号 氏名
項目
チェック内容
実験者の チェック
採点者の チェック 表紙 気温・天候が記入してあるか
目的 目的が簡潔かつ具体的に書かれているか 実験 実際の実験内容が記述されているか
結果 結果の文章の時制は全て過去形となっているか
Mg、Alについて溶解反応を化学反応式で示したか
Mg、Alについて発生した水素ガスのモル数を求めたか
Mg、Alについて実験・計算結果を表にしたか
有効数字は適切か
考察 Mg、Alについて、金属と水素のmol数を比較したか 大きく値がずれているときは、その理由は何か 問題 できぐあいは良いか
実験者のチェックは信頼できると思うか
ものづくり創成実習I・同II(実験３)のレポートのチェック表
学籍番号 班番号 氏名
項目
チェック内容
実験者の チェック
採点者の チェック 表紙 気温・天候が記入してあるか
目的 目的が簡潔かつ具体的に書かれているか 実験 実際の実験内容が記述されているか
結果 結果の文章の時制は全て過去形となっているか ２つの方法の滴定結果を示す表を作成したか ２つの方法の平均値と標準偏差を記入したか
２つの方法のNaOH、NaCO3の濃度を求める式を示したか 有効数字は適切か
２つの方法で得られた結果を１つの表にまとめたか
考察 ２つの方法より求めた濃度のずれはあったか。あった場合、
その理由は何か。この測定では必ず生ずる値か。
標準偏差の値の違いは、実験における何を表すか。
問題 できぐあいは良いか
実験者のチェックは信頼できると思うか
ものづくり創成実習I・同II（実験4）のレポートのチェック表
学年 学籍番号 班番号 氏名
項目 チェック内容 実験者の
チェック
採 点 者 の チェック 目的 目的が簡潔かつ具体的に書かれているか。
手順 実験手順は正しい順序で記述されているか。 予習 予習をしているか。
レポートの書式は適切か。
すべての実験において、有効数字は正しく取り扱われてい るか。
0.1mol/L酢酸溶液の濃度を正しく計算しているか。
0.1mol/L 酢酸ナトリウム溶液の濃度を正しく計算してい
るか。
実測値を記載しているか。
計算値を求めて、実測値と計算値を比較したグラフを書い ているか。【考察と課題】（a）
実験 1
実験に関する考察が述べられているか。
実測値を記載しているか。
計算値を求めて、実測値と計算値を比較したグラフを書い ているか。【考察と課題】（a）
実験 2
実験に関する考察が述べられているか。
実測値を記載しているか。
計算値を求めて、実測値と計算値を比較したグラフを書い ているか。【考察と課題】（a）
実験 3
実験に関する考察が述べられているか
実測値を記載しているか
計算値を求めて、実測値と計算値を比較したグラフを書い ているか。【考察と課題】（a）
実験 4
実験に関する考察が述べられているか
（a）実験3と実験4を比較したグラフを書いているか。
（b）実験4の結果から緩衝値を計算しているか。
考察 と
課題 （c）ｐH 計の測定原理について調べ、レポートに記述し ているか。
ものづくり創成実習I・同II（実験5）のレポートのチェック表
学年 学籍番号 班番号 氏名
項目 チェック内容 実験者の
チェック
採 点 者 の チェック 目的 目的が簡潔かつ具体的に書かれているか。
手順 実験手順は正しい順序で記述されているか。 予習 予習をしているか。
レポートの書式は適切か。
すべての実験において、有効数字は正しく取り扱われてい るか。
0.1mol/L酢酸溶液の濃度を正しく計算しているか。
実測値を記載しているか。
滴定曲線と実測値を一つのグラフにプロットし比較検討 しているか。【考察と課題】（a）
実測の滴定曲線を微分して、中和点を求めてい るか。
【考察と課題】（b）
最小二乗法による曲線あてはめを行い、酸解離定数を求め ているか。【考察と課題】（c）
実験 1
実験に関する考察が述べられているか。
0.038mol/L マレイン酸溶液の濃度を正しく計算している
か。
実測値を記載しているか。
滴定曲線と実測値を一つのグラフにプロットし比較検討 しているか。【考察と課題】（a）
実測の滴定曲線を微分して、中和点を求めてい るか。
【考察と課題】（b）
最小二乗法による曲線あてはめを行い、酸解離定数を求め ているか。【考察と課題】（c）
実験 2
実験に関する考察が述べられているか。
ものづくり創成実習I・同II(実験６)のレポートのチェック表
学籍番号 班番号 氏名
項目
チェック内容
実験者の チェック
採点者の チェック 表紙 気温・天候が記入してあるか
目的 目的が簡潔かつ具体的に書かれているか 実験 実際の実験内容が記述されているか
結果 結果の文章の時制は全て過去形となっているか 結果−A カルシウム標準溶液の濃度を求める式を示したか
EDTA滴定の際の滴定結果を示す表を作成したか 平均値を記入したか
EDTA濃度を求める式を示したか
結果−B pH10での滴定結果を示す表を作成したか 平均値を記入したか
カルシウムイオンとマグネシウムイオンを合わせた濃度を 求めるための式を示したか
結果−C pH13での滴定結果を示す表を作成したか 平均値を記入したか
カルシウムイオン濃度を求めるための式を示したか 結果−D 水道水の全硬度を求めるための式を示したか
水道水のカルシウム硬度を求めるための式を示したか A〜D 有効数字は適切か
考察 得られた水道水の硬度の値は適切か。もし値が異常な時は、
その原因は何か 問題 できぐあいは良いか
実験者のチェックは信頼できると思うか