デジタルオシロスコープキットを組み立ててみた

　先日秋月電子でオシロスコープキットを購入しました．今まで大きなアナログオシロスコープを使っていたのですが，部屋が散らかっているときに用意するのがなかなか面倒だったので，使いたいときにささっと使える小さなオシロスコープが欲しいと思っていたのでこのキットは魅力的でした．

　今日は早起きしたので朝から組み立て始めました．その後も昼休みに家に戻って少しだけ進めたりと，合間を縫って組み立てていきました．キットは久しぶりに組みましたがやはり楽しいですね．部品を全てつけ終えてからどこかパーツを間違えていないかとかドキドキしながら電源を入れる・・・キットに限らないドキドキですがキットに限っては大抵うまく動いてくれるのでうれしいですね．

わぁ！説明書通りにはんだ付けするだけでオシロスコープができた！

　軽いし小さいし，とても便利そう．今後の実験に活用しようと思います．

理研グッズ「ニホニウムマグカップ」の目盛について

　はうでぃ．4月22日に埼玉県和光市の理化学研究所で一般公開の見学をしてきました．

　和光市の一般公開は去年も行きましたが，去年に増してニホニウム推しだったように思えました．GARISの見学ツアーがなかったのが少し残念．でも最新版の元素周期表などもらえてとてもうれしいです．あまり写真は撮影していませんが，様々な分野の最先端の研究の説明が聞けるのでとても楽しいイベントです．

　また，売店ではニホニウムマグカップなどニホニウムに関するグッズがたくさんありました．私はニホニウムマグカップと手拭いを購入．マグカップは1つ1000円くらいだったかな？

　ところでこのマグカップ，中に一箇所線が引いてあります．

　113・・・なんなんでしょうかね，mLかな？売店の人に聞いてみるとあいまいな解答が・・・．帰宅後メスシリンダーを用いて調べてみました．

　100mL（±1mL）メスシリンダーを用いて，2回に分けて1回目は100.0mL，2回目は13.0mLの精製水をマグカップに注ぎました．1回目の100mLを注ぐと・・・

　もう113の線に届いていますね．残りの13mLを注ぐと線を越えてしまいました．

　以上より，この線は100mL付近の体積を示していることがわかりました．しかし私が購入したカップのみが偶然線の位置が低いものだったりという可能性もあるので，気になる方は各自測定してぜひ結果を教えてください．

指に磁石を入れてみた

　今日はインプラント手術をしました．タイトルの通り，指に磁石を入れる作業です．このような手術は日本では珍しい（というか見たことない）ですが，海外では結構例があります．磁場を感じることができるようになるので楽しそうだと思い私もやってみました．

　指に入れる磁石ですが，大きいと入れるのが大変だったり，入れた後生活に支障が出たり・・・，ということで，直径3mm,厚さ1mmの円盤状ネオジム磁石が人気なようです．私もそのサイズにしようと思って注文したのですが，シンガポールの業者の手違いで直径3mm，厚さ1.4mmのものが届きました．50個入りだったので45π[mm^3]くらい得しました．

　ネオジム磁石はそのまま体内に入れるのはあまりよろしくないので，通常安定な金属でめっきを行います．私は金メッキを施しました．一般的なネオジム磁石はニッケルメッキされているので金の食いつきは良いのですが，きれいにメッキをするにはそれなりのコツが必要でした．

　手術器具に関しては，必要なものは全てネット通販で揃ってしまいます．恐ろしい時代ですね．他のもので代用できるような器具もありますが，念のためちゃんとしたものを購入しました．メスや針付き縫合糸，持針器など．

　未消毒のものは消毒してから使います．準備が整ったら麻酔をします．指は左手の薬指を選びました．私は痛いのが苦手で，麻酔はしっかりやろうと思いました．麻酔成分入りの軟膏を指に塗り，感覚がなくなるまで氷で冷却しました．

　麻酔が効いてきたら指が温まる前にメスを入れます．メスは切れ味が良いのですいすいと指に入っていきました．ちなみに使用したメスの刃は11番です．

　切り込みを入れてメスを抜いたところで結構血が出て，それを見ていたら貧血になってしまいました．吸血鬼なのに自分の血液を見て具合が悪くなるとは情けない・・・．ガーゼを指に当て，しばらく休んだらよくなったので再開．その後，貧血→休んで回復→作業再開の繰り返し．磁石を入れようとするもピンセットにくっついてうまく入らない．竹串で押そうにも血ですべって入らない．結局，手にアルコールを塗って指で磁石をねじ込みました．あとは竹串で磁石を奥に押し込んでなんとかインプラント完了．磁石のおかげで出血も減りました．

　縫合のために縫合糸なども用意してあったのですが，磁石がそんなに奥に入らなかったことや貧血がひどいことから縫合は諦め，絆創膏のテープの部分で傷口をふさいで手術終了．磁石がぬるっと出てきてしまわないか心配です．

　とりあえず成功．

　傷口が塞がるまで安静にしていようかと思います．メスの切れ味が良いおかげで麻酔が切れてもあまり痛みません．

　今回の手術についていくつか不安な点があります．磁石が出てきてしまわないか？傷口は膿まないか？仮に問題なく傷口が塞がったとしても，金メッキはいつまで持つのか？飛行機に乗れるのか？MRIは・・・まあ多分ダメだろうな，などなど・・・．とにかく，傷が塞がるまでの数週間様子を見てみようと思います．他にできることないし．

　安静にしてなきゃならないの，つまんないなぁ・・・．

　

　

塩タブレットを作った

　この前作った炉で遊ぶのが楽しくてマイブーム．

　私は何かを作るときにアルミホイルをよく使うので，使用済みのものを融かして遊んでいます．

　そして今日は食塩の融解に挑戦してみました．今まではアルミニウム（融点660℃くらい）までしか試していませんでしたが，果たして食塩（塩化ナトリウム，融点800℃くらい）を融かすことはできるのでしょうか？

　

　特に工夫はなく，容器に食塩を入れて加熱．蓋をして加熱すること20分・・・

　わぁい！融けた！

　さらさらした透明の液体になりました．これを食塩のくぼみのなかに流し込めば・・・

　塩タブレットの完成！

manganese

　Hi.今日はマンガンで遊んでみました．
　
　マンガン乾電池の中に入っている黒い粉・・・二酸化マンガンが主成分ですが，こいつをなんとかして金属マンガンにしたいと思い，今朝，黒い粉と不純物だらけの塩酸をビーカーに入れ，塩素の臭いに耐えながら反応を待ちました．黒い粉のせいで溶液の色の変化はわからなかったのですが，酸化マンガンと塩酸が反応してピンク色のマンガン(Ⅱ)イオンが遊離していることを期待し，わくわくしながら濾過したのですが・・・

　えぇ・・・．なぜか緑色の溶液になってしまいました．これはおそらくマンガン酸イオン(MnO₄^2- )によるものと思われます．塩酸が薄かったせいで思うように反応が進まなかったのでしょうか．よくわかりませんがこのとき私はなぜかこいつをさらに酸化しようと考えてオキシドールを加えました．

　何が起こったのかわかりませんがオレンジっぽい色になって楽しかったです．ちなみに加熱すると酸素が出てきて溶液は緑色に戻ります．本当に何が起こっているのかわからないです．

　また，上の溶液（緑色の溶液）に水酸化ナトリウムを入れると褐色沈殿と白色沈殿が生じました．

　どちらも水酸化物沈殿特有のどろどろした感じがあります．白色沈殿は水酸化マンガン(Ⅱ)(Mn(OH)₂ )　，褐色沈殿は水酸化マンガン(Ⅳ)(MnO(OH))だと思います．

　う～ん・・・

　よくわかんないし，とりあえず電解しちゃえ☆

　緑色の溶液を電気分解している様子です．片方の電極からは褐色の何かが出ているのがわかるかと思います．

　向かって右の電極のほうが低電位（こっちの電極から電子が出ている）です．塩素ガスとともに褐色の何かが出ています．これは二酸化マンガンだろうと思いますがこれもよくわかりません．もう一方の電極からは盛んに泡が出ていますね．しばらくすると・・・

　電位の低い方の電極からは赤っぽい溶液が生じるのがよくわかるようになりました．色からして過マンガン酸イオンと思えますがどうなんでしょうか．そして左の電極からはなんと樹状の金属が生えているではありませんか！

　写真だとわかりにくいですが灰色っぽい銀色で，ところどころ金属光沢が見られました．

　やったね．たぶんマンガンでしょ（適当）．

　

　電解で発生した塩素ガスのおかげで炭素電極の固定使っていたクリップが十数分で錆びました．

　電解始める前は新品でぴかぴかだったんですが・・・．まさかここまで錆びているとは，，，

　なんだかとても適当な実験でしたが，なんとかマンガンっぽいものを回収できたので個人的には大変満足しています．もう少し実験を進めたらより効率よくマンガンが回収できると思いますが，この反応だと塩素ガスが発生する操作が２回もあるので，どうにかして塩素が出る工程を減らしたいと考えています．

　今日はここまで．春休みに入り，いろいろな実験（特に化学系）をしていますがNTの進捗が・・・．

　あ，そうだ．この前ニコ動に動画を投稿したのでよかったらみてください．

　それでは，だすびだーにゃ．

中和滴定

　注文していた器具や試薬が昨晩我が家に届きました．

　Foo!これでやっと蒸留ができます．うれしい．でも今回の記事ではこのセットは登場しません．

　そして滴定のための1N-NaOHaqも届いたので早速中和滴定してみることに．目的は硝酸メイカーの実力を知ることです．大まかな実験方法は以下のようになりました．

　実験方法

　900mLの瓶の中で3分間放電（300W,20mA）させ，その瓶に精製水（以下，水と呼ぶ）20ｍLを入れ蓋をしてよく振り混ぜた後遮光して冷却し，これを溶液1とした．また，pH試験紙と水をビーカー中で攪拌し，色素を抽出しこれを指示薬とした．別のビーカーにピペットで溶液1を5mLはかりとり，指示薬を少量加えた．これにメスピペットで1mol/LのNaOH溶液を指示薬の色が中性を示すまで滴下し，滴下したNaOH溶液の体積を記録した．溶液1を用い，上の操作を3回行った．

　今回はビュレットの代わりにピペットを用いました．使いづらかったです．

　滴定の様子．楽しんでいるのがわかるかと思います．

　3回の滴下の結果，滴下量の平均は0.28mLとなりました．予想よりも少ない量で滴下終了となってしまったので次回はより正確な測定を行うためにNaOH溶液を希釈しようと考えています．

　滴定の結果から，この実験でできた硝酸の濃度（亜硝酸も含みますが）は0.056mol/Lであるとわかりました．これより，この実験では1.1*10^-3molの硝酸ができたことがわかります．亜硝酸を含んでいるため硝酸に限るとどれだけの濃度・物質量になるのかは不明です．どうにかして調べたいですがなかなか難しそうです．

　今回の硝酸の収率は15%以下でした．放電3分，水20mLという組み合わせでしたが，これからは主に放電時間と水の量とというパラメータと生成する硝酸の量の間にはどのような関係があるのかを調べていきたいと考えています．

　それでは，До свидания.

マグネトロンの整流作用

　今回の実験はおずし（人名）考案のものです．

おずし(Leptothrix sp.)

　随分前に，おずしが「マグネトロンは磁石を取り除けば整流管として使うことができるのではないか」と唱えました．マグネトロン(Magnetron,磁電管)とは電子レンジの中にいるマイクロ波管のことです．マグネトロンの構造の話はここでは省略します（気になる人は調べてみてください）が，確かに磁石がなければ一般的な整流管とそう変わらない構造をしています．そんでもって彼が実験するというので，マグネトロンを2つ預けておいたのですが・・・

　えぇ・・・．なんか凹んでるんですけど・・・．

　磁石を無理やり破壊したところ，マグネトロンが凹んでしまったそうです．結果，見事にヒーターと陽極が導通してました．

　もう一つのマグネトロンは手付かずであったため，私が丁寧に(?)外装を破壊し，マグネトロンを傷つけないように磁石を外すことに成功しました．北風と太陽ですね．

　整流作用があるかどうかを調べるため，以下のような回路を組みました．

　マグネトロンのほかに，半導体のダイオードを用いました．もしマグネトロンに整流作用があるのならば，マグネトロンとダイオードを同じ向きに接続すれば電球に電流が流れ，マグネトロンとダイオードが異なる向きに接続されていれば電球に電流は流れないはずです．

　ちなみに，マグネトロンのヒータートランスは電子レンジの高圧トランスの2次側を改造して作りました．おおよそ5V出力するようになっています．

結果

　まずマグネトロンと半導体ダイオードを同じ向きにして動作させてみました．

　電球は光っていませんが，電球の両端に1Vほどの電圧がかかっていました．これにより，少しだけではあるものの電流が流れていることがわかりました．

　では，次にマグネトロンと半導体ダイオードを逆方向に接続した結果を見てみましょう．

　まあどっちにしたって電球は光らないんですが，今度は電球に電圧がかかっていないことがわかります（写真では少し見づらいですが，テスターの針がふれていません）．よって，この場合は電球に電流は流れていないことがわかりました．

　

　以上より，

・マグネトロンと半導体ダイオードを同じ方向に接続すると電流を流す

・マグネトロンと半導体ダイオードを異なる方向に接続すると電流を流さない

　ということがわかりました．どうやらマグネトロンには整流作用があるようです．また，最初の実験結果から，マグネトロンを整流管とした際には電圧降下が随分と大きいように思えますね．

　整流作用がありそうだとわかったところで解放電圧を測ってみました．

　結果，解放電圧は40Vくらいであることがわかりました．

　ちなみに波形はこんな感じ．

　5V/divです．適当に見たので中心の軸が0Vではないです．最終的にオシロスコープ使うならなんではじめにあんな回りくどい実験してたのかわかりませんね・・・．

　以上より，とりあえずマグネトロンは整流管として使えなくもなさそうなのですが，電圧降下が大きいことや，磁石を剥がす過程で放熱板を取り去ってしまっているためにマグネトロンの温度が上がりまくるなどの問題点があります．

　電圧降下に関して．今回は適当にヒーター電圧を5Vにしましたが，もしかしたら足りなかったのかもしれません．また，マグネトロンは本来，（磁場で電子の進路を曲げているとはいえ）2kV程度の高電圧で用いるものです．そのため，陰極（直熱管のためヒーターと同じ）と陽極が随分と離れており，これが電圧降下を大きくしている原因ではないかとも考えています．それを考慮すると，今回のような低い電圧で使うよりも，高い電圧で高圧整流管として用いる方がよいと思います．高電圧かつ小電流であれば熱に変わるエネルギーも少なく，温度の問題を抑えられそうです．

　温度の問題に関しては，放熱板を付け直す，あるいは金属パイプを巻いて水冷にする，などの解決策が考えられるでしょう．ヒーターを点灯するだけでもかなり高温になり，使用後の陽極に水滴を垂らすと一瞬で蒸発するくらいアツアツだったのでどうにかしたいですね．

　以上の課題をクリアすれば整流管として問題なく使えそうですが，私は普通の整流管を使うことにします．

　おまけ

　ひなっちょたちが出演しているドラマに影響されて鶏のコンフィを作った．

　低温調理が面倒だったけどおいしくできた．うれC．

　

　それでは，До свидания.