アマチュア化学

アマチュア化学または家庭化学は、化学を個人的な趣味として追求することです。^[1]アマチュア化学は通常、自宅で自由に利用できる化学物質を使って行われます。規制薬物の違法製造を伴う秘密化学と混同しないでください。^{[a]著名なアマチュア化学者には}、オリバー・サックスやエドワード・エルガー卿がいます。^{[2] [3]}

アマチュア化学の初期の歴史は、化学全般の歴史と共通している。ロバート・ボイルやアントワーヌ・ラボアジエなどの近代化学の先駆者は、収入源から独立して研究を進めた紳士科学者だった。 ^{[4] [5]}産業革命 の到来と大学が研究機関として台頭して初めて、アマチュアとプロの明確な区別が生まれた。しかし、アマチュアの進歩は19世紀まで続いた。例えば、1886年、チャールズ・マーティン・ホールは、自宅裏の木小屋で作業中に、酸化物からアルミニウムを抽出するホール・エルー法を共同発明した。 ^[6] アマチュア化学の歴史は、化学全般の歴史とよく結びついている。化学の歴史は、古代から現在までの時間的範囲を表す。紀元前1000年までには、文明は、最終的に化学のさまざまな分野の基礎となる技術を使用していた。これらのプロセスには、鉱石から金属を抽出したり、陶器や釉薬を作ったり、ビールやワインを発酵させたり、薬や香水のために植物から化学物質を抽出したり、脂肪を石鹸に加工したり、ガラスを作ったり、青銅のような合金を作ったりすることが含まれます。

20 世紀の大半を通じて、アマチュア化学は特別な趣味ではなく、高品質の化学セットが容易に入手でき、実験室の供給業者が趣味人に自由に販売していました。たとえば、ライナス・ポーリングは11 歳のときにシアン化カリウムを入手するのに苦労しませんでした。 ^[2]研究者から大学教授、さらにはノーベル賞受賞者まで、多くの学者は、科学への興味の少なくとも一部は、若い頃に化学セットや自宅の実験室にまで遡ることができると認めています。これらにはドロシー・ホジキン^[7]、 ロバート・F・カール^[8]、 ジョージ・A・オラー^[9]、 ルドルフ・A・マーカス^[10]、 ルイス・J・イグナロ^[11] 、リチャード・シュロック^[12]、 ロジャー・Y・ツィエン^[13]、 [ ^14]、 ウィリアム・D・フィリップス[15] 、スティーブン・ワインバーグ^{[ 16]、}ピーター・ライセンス^{[17]などが含まれます。しかし、}テロ、麻薬、安全性に関する懸念が高まったため、サプライヤーはアマチュアへの販売にますます消極的になり、化学セットは徐々にトーンダウンしました。^{[18] [19]この傾向は徐々に続き、世界の多くの地域で愛好家がほとんどの}試薬にアクセスできないままになっています。^[20]

2023年という最近の段階でも、フォーラムやYouTubeチャンネル上のアマチュア化学者は、学術研究者による完全な調査が行われる前に、新しい実行可能な合成経路を提案し議論したことで、学術研究者から評価されています。^[21]

COVID-19パンデミックの間、特に世界中の多くの地方自治体や州政府がウイルスの拡散を抑えるためにロックダウンやその他の種類の制限を課していたため、在宅化学実験室は学生に遠隔で教える方法として検討されました。 ^{[22] [23] [24]}

• インターネットの先駆者であるヴィント・サーフ、インテルの共同創設者ゴードン・ムーア、ヒューレット・パッカードの共同創設者デビッド・パッカードは皆、アマチュア化学を実践していた。^[1]
• イギリスの 神経学者 オリバー・サックスは、回想録『タングステンおじさん：化学少年時代の思い出』に記されているように、若い頃は熱心なアマチュア化学者だった。^[2]
• ノーベル賞を受賞した化学者 ライナス・ポーリングは若い頃にアマチュア化学を実践していた。^{[25] [26]}
• ウルフラム・リサーチの共同創設者セオドア・グレイは熱心なアマチュア化学者であり、元素収集家でもある。[ ²⁷ ] 彼の功績（特に周期表の形をした木製のテーブルを製作し、各元素の実際のサンプルを収納した区画を設けたこと）により、2002年にイグ・ノーベル化学賞を受賞し、^[28]彼はこれを大きな栄誉として受け止めた。^[29]彼はポピュラーサイエンス誌に、自宅での実験を特集した コラムを執筆している。 ^[30]
• アマチュアロケット技術者（後にNASAの技術者）のホーマー・ヒッカムは、仲間のロケットボーイズとともに、自家製のロケット推進剤の実験を行った。これには、硝酸カリウムと砂糖から作られた「ロケットキャンディー」や、亜鉛と硫黄を密造 アルコールで固めた「ジンコシャイン」などが含まれていた。^[31]
• 作曲家のエドワード・エルガー卿は、自宅の裏庭に作った実験室でアマチュア化学を実践していました。^[3] 『王国』の前奏曲の原稿は化学物質で汚れています。^[32]
• ロバート・ボイルは今日では最初の近代化学者、したがって近代化学の創始者の一人、そして近代実験科学的方法の先駆者の一人として広く認められています。
• モーリス・ウォードは美容師でありアマチュア化学者でもあり、スターライトと呼ばれる断熱材を発明した人物です。
• ロバート・コーネリアスは発明家、実業家、ランプ製造者であり、1839年に世界初の自画像写真を作成した人物として知られています。 ^{[33] [34]}

趣味として化学を行うことは、ほとんどの法域でおそらく合法であるが、^{[b]アマチュア化学者と}法執行機関との関係は、しばしば困難を伴っている。趣味として化学を行うことは、麻薬やテロと戦うための法律の影響を受けることが多い。さらに、多くの化学品供給会社は、アマチュアへの販売を拒否しており、そのような方針が公然と述べられていることもある。^{[35] [36]}このセクションで説明する規制は、専門および学術研究室（企業や大学など）、個人、またはその両方に影響を及ぼす可能性があるが、アマチュア化学者は、前者を対象とした規制の影響を依然として受けている。なぜなら、そのような規制には通常、これらの化学品供給会社の行動を説明する手がかりが含まれているからである。中規模の供給会社や多国籍企業には、コンプライアンス部門や規制業務部門と呼ばれることもある部門があり、定期的にチェックして自社の化学品に関する新しい規制を実施する任務を負っている。

カナダでは、硝酸や過酸化水素などの広範囲の基礎的な実験用試薬が「爆発物前駆物質」として規制されている。^[37]カナダで特定の化学物質の販売を規制する主な法文は、爆発物法^[38]と2013年爆発物規制（SOR/2013-211）である。^[39]後者の第20部は、窒素濃度が28%以上の固体硝酸アンモニウム、濃度30%以上の過酸化水素、ニトロメタン、塩素酸カリウム、過塩素酸カリウム、固体塩素酸ナトリウム、濃度75%以上の硝酸、硝酸カリウム、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合物、固体硝酸ナトリウムの10種類の爆発物前駆物質の販売、取得、保管を規制している。 2021年、カナダ官報は爆発物規制2013の改正案[1]を公表し、前駆物質を3段階に分類することや、硝酸アンモニウムカルシウム、ヘキサメチレンテトラミン、アルミニウム粉末、アセトンを前駆物質リストに追加することなどの対策を提案した。

2008年後半、サスカチュワン州出身の18歳の大学生ルイス・ケイシーは、実家のガレージに小さな化学実験室を所有していたとして逮捕された。捜査後、警察は当初そこがメタンフェタミンの実験室であると主張したが、数日後に薬物容疑を取り下げた。^{[40] [41]}検察は10月13日に彼に対する刑事告訴を取り下げた。 ^[42]

EUでは、試薬の制限に関する規制は、軍民両用製品、化学兵器禁止条約の附則1、2、3に掲げる物質、共通軍事リストに掲げる物質、有害化学物質（事前同意規則で定義）、拷問禁止規則の対象となる化学物質、制裁や禁輸措置により特定の国に輸出できない化学物質、爆発物前駆物質、麻薬前駆物質など、いくつかの異なるセットに分類できます。^[43]これらの規制には、1つ以上のタイプの「エージェント」（製造業者、再販業者、販売業者など）、最終ユーザー、またはその両方に影響を及ぼす規定が含まれている場合があります。試薬製造業者は通常、これらの附則に掲げる化学物質の販売を受け入れて処理する前に、顧客が最終ユーザーの宣言に署名することを要求します。

有害化学物質に関するEU法の基礎の一つは、化学物質の登録、評価、認可および制限（REACH）であり、これは規則（EC）No.1907/2006で定義されています^[44]

爆発物前駆物質に関しては、規則（EU）第98/2013号^[45]により、すべてのEU加盟国でいくつかの物質の販売、所持、使用を調和させるための規則が導入されました。この規則では、各加盟国が国家連絡窓口を定め、経済活動家が指定物質に関連する疑わしい取引、盗難、大量の紛失を報告しなければならないと規定しています。

2021年2月1日、規則 (EU) 2019/1148 ^[46]によりREACHが改正され、規則 (EC) No. 98/2013が廃止された。新しい規則は、一般大衆が所定濃度を超える爆発物前駆物質を販売および所持することを禁止するものである。濃度が所定限度以下であれば（例：硫酸の場合、重量の15%濃度まで）、誰でもこれらの化学物質を所有することができる。許可される上限は、国家当局にライセンスを申請することで引き上げることができる（例：硫酸の場合、40%濃度まで）。専門ユーザーはこれらの閾値の影響を受けない。ただし、専門ユーザーおよび一般大衆は、規制対象の爆発物前駆物質の重大な紛失や盗難を発見後24時間以内に国家連絡窓口に報告しなければならない。

薬物前駆物質：規則（EC）第273/2004号^[47] 規則（EC）第111/2005号^[48] 2015年4月24日の委員会委任規則（EU）2015/1011 ^[49]

^{規則（EC）第273/2004号は規則（EU）第1258/2013号[50]}によって改正され、「ユーザー」という用語が導入され、カテゴリー2の試薬がカテゴリー2Aと2Bに分割されました。

廃棄物管理に関しては、酸性または塩基性の溶液を中和して排水溝に流すことは、それらに他の有害物質が含まれておらず、反応生成物も有害でない限り、許容されると考えられるかもしれない。^[51]しかし、他の種類の廃棄物は、適切な容器（通常はHDPEジェリカン）に入れて認可された廃棄物管理機関に持ち込んで処分しなければならない。そのような機関は、受け取った各容器に、GHS危険有害性絵表示、廃棄物の種類を識別するEWC（欧州廃棄物カタログ）コード（LoW（廃棄物リスト）コードとも呼ばれる）を含むいくつかの詳細を適切に表示することを要求している。これらのコードは、委員会決定2000/532 / ECで定義され、^[52]後に委員会決定2014/955 / EUによって修正された。^{[ 53]}研究室では通常、^{廃棄物をハロゲン化溶剤（}クロロホルムやジクロロメタンなど、EWC 14 06 02）、非ハロゲン化溶剤（ヘキサンやトルエンなど、EWC 14 06 03または20 01 13）、非ハロゲン化鉱油（ロータリーベーン真空ポンプからのものなど、EWC 13 02 05または13 02 08）、汚染物質（ピペットチップ、手袋、ろ紙など、EWC 15 02 02）、汚染ガラス（割れたガラス器具など、EWC 15 01 10）、廃棄試薬（EWC 16 05 06）に分類します。

いくつかの化学物質、特に溶剤は、特定の用途に対して課税対象となっている。その一例は、アルコール飲料に使用される可能性のあるエタノールである。理事会指令92/81/EEC ^[56]と、前者を廃止した理事会指令2003/96/EC ^[57]は、燃料として使用できるいくつかの炭化水素に課税している。これらの炭化水素には、ヘキサン、ヘプタン、イソオクタン（ほとんどの飽和非環式炭化水素ではCN 2901 10）、石油エーテル（CN 2710 12 25） 、シクロヘキサン（CN 2902 11）、ベンゼン（CN 2902 20）、トルエン（CN 2902 30）、キシレン（o-キシレン：CN 2902 41、m-キシレン：CN 2902 42、p-キシレン：CN 2902 43、およびこれらの異性体の混合物：CN 2902 44）などがあります。

この国における有害化学物質に関する規制には、爆発物法（Sprengstoffgesetz）と、化学物質法（Chemikaliengesetz、略称ChemG）の一部である有害物質条例（Gefahrstoffverordnung、略称GefStoffV）があります。もう1つは化学物質禁止条例（Chemikalien-Verbotsverordnung、略称ChemVerbotsV）です。さらに、規則（EU）2019/1148は、前駆体法（Ausgangsstoffgesetz、前駆体法、略称AusgStG）でドイツの法律に転用されました。

ドイツのアマチュア化学者は、違法な化学物質を所持していないにもかかわらず、警察の捜索を受けたことがある。 ^{[58] [59]}

爆発物前駆物質に関しては、規則（EU）98/2013が法定規則第611/2014号に転用されました。^[60]

イタリアでは、爆発物前駆体に関する規制が内務省のCircolare 557/PAS/U/004997/XV.H.MASS(53)5、^[61] 、 「Identificazione e tracciabilità degli esplosivi per uso Civile」として承認されています。 - 調査員エジェスティオーネ・デッレ・スコルテの指示。規則 (EU) 2019/1148 は、2021 年 12 月 23 日の法規を通じて施行されました。 238、その第 13 条は 2009 年 14 月制定の法令を修正するものであり、n. 133 では、後者に 1 章全体が追加されています (第 2 章、第 17 条の後に)。

爆発物前駆物質に関しては、規則(EU)98/2013が8月29日の法令56/2016としてポルトガルの法制度に組み込まれました。 ^[62]この法令は、規則(EU)2019/1148を転用する7月26日の法令62/2021によって廃止されました。 ^{[63 ]}

1940年代以降、スペイン市場では子供向けの化学セットが販売されており、その中にはバレンシアのCelulosa Fabril SA (CEFA)社（後にCEFA Toys SA社）が製造した「Quimicefa」、バレンシア州アルダイアのJugetes Mediterráneo SA社（後にMB-Hasbro社が買収）の「Cheminova」、マドリードのGrupo Anaya SA社の「La magia de la ciencia: Química」、カタルーニャ州グラノリェースのQuimex社の「Quimex」などがある。^{[64] 1994年1月3日、バスク州}ゲチョ出身の13歳の少年、エドゥアルド・レイ・ディアスは、友人の家で化学セットの材料を使って実験をしていた。可燃性物質の入ったメスシリンダーの開口部を炎に近づけたところ、爆燃が起こり、手と顔に重度の火傷を負った。製造業者は訴えられ、後に罰金を科せられた。^{[65] [66] [67]}それから1年半も経たない1995年12月22日、ガリシア州の11歳の少年とその8歳の妹が、体の70%と60%にⅢ度とⅡ度の火傷を負った。同じ会社の別のセットを使って2人が実験をしているのを見て、母親はゲームを片付けるように命じて部屋を出ましたが、2人は遊び続けました。セットを不適切に扱った結果、爆燃が起こり、製造業者は再び訴えられ、告訴された。^{[68] [69]} 2010年代までに、それらの多くは入手できなくなっていた。こうした事件にもかかわらず、化学セットが子供たちの好奇心を刺激し、後にプロの科学者やエンジニアになる子供たちを育てたというプラスの影響は認められている。^[70]

スペイン国家安全保障事務局の2013年11月20日の決議によれば、この国の国家連絡窓口はテロ対策・組織犯罪情報センター（CITCO）である。規則（EU）2019/1148が11月1日のスペイン法25/2022に移行する前は、 ^[71]爆発物前駆物質は^[72] 11月8日の爆発物前駆物質に関する法律8/2017で取り上げられており^[73] 、前者により廃止され置き換えられた。一方、麻薬前駆物質^[74]は、麻薬前駆物質規制に関する6月15日の法律4/2009と、麻薬前駆物質規制規制を承認した2月24日の王令129/2017で取り上げられている。毎年、薬物前駆物質の事業者は、「指定化学物質の取り扱いに関する年次申告アンケート」（スペイン語では「Cuestionario anual de declaración de operaciones con sustancias químicas catalogadas」）と題されたアンケートに回答することが義務付けられており、その年中に規則（EC）No 273/2004のカテゴリー1、2、3にリストされている物質の購入、販売、取り扱いに関する詳細な情報を記載する必要がある。最初の項目（購入と販売）には、数量、連絡先の詳細と住所、サプライヤーまたはバイヤーのNIF番号またはDNI番号に関する情報を含める必要がある。 ^{[75] [76] [77]}

さらに、試薬、可燃性溶剤、ガスボンベなどの化学物質の保管は、6月23日の王令656/2017によって規制されています。^[78]産業施設は、産業施設の火災安全規制を承認した12月3日の王令2267/2004も考慮する必要があります。

一般的に、有害廃棄物管理の問題は、廃棄物および汚染土壌に関する2011年7月28日の法律22/2011で議論されているが^[79] 、この法律は4月8日の法律7/2022によって廃止され、置き換えられた。^[80]廃棄物の輸送も、2020年6月2日の王令553/2020によって規制されている。^[81] 「廃棄物生産者」または「廃棄物管理施設」の定義を満たす事業者は、環境識別番号（Número de identificación medioambiental、NIMA）を取得する必要があります。この番号は、事業者が所在する 自治州政府によって発行されます。

特別税に関するEUの規則のいくつかは、1992年12月28日の特別税に関する法律38/1992でスペインの規則に転用されました。^[82]その後、特別税に関する規則が承認された7月7日の王令1165/1995によって拡張されました。^[83] 後者の第79条によると、エタノールは酒類に使用される可能性があるため特別税の対象となりますが、科学研究での使用は免除されます。この免除を受けるには、活動および施設コード (Código de Actividad y del Establecimiento、CAE) を取得する必要があり、このコードを使用して、記入済みのフォーム モデル 572 を提出することで、税務署(Agencia Tributaria) に還付を申請できます。このコードは 13 文字で構成され、最初の 2 文字は「ES」、次に 3 つのゼロ、地方管理事務所を識別する 2 文字、活動を表す 2 文字、3 文字からなる連続登録番号、最後に制御文字が続きます。^[84] また、同じ勅令 (1165/1995、7 月 7 日) の第 109 条によれば、炭化水素が燃料として使用されていない限り、炭化水素に対する特別税の還付も申請できます。^[83]

2018年9月、29歳の医師でアマチュア化学者とその恋人が、ノルド・イェーレンの自宅で、地元の薬局に35%の過酸化水素の在庫について問い合わせた2日後に逮捕された。^{[85]彼は[86]} 、キャンプ中に事故に遭い、自分で傷を縫ったと説明した。医師として、手術器具に火炎滅菌を施すことの影響を見て、傷の消毒にも使える、よりマイルドな代替品を求めていた。しかし、彼の問い合わせがきっかけでKRIPOSに通報され、数人の警察官が自宅に派遣された。これらの警察官は、彼の研究室から化学物質を発見し、彼を逮捕した。

この国で可燃性化学物質、ガスボンベ、爆発性物質を規制する法律の一つが、火災爆発防止法（Brann- og eksplosjonsvernloven）です。

英国では、一般人が有効なEPPライセンスなしに特定の種類の毒物や爆発物の前駆物質を購入したり、企業が販売したりすることは犯罪です。^[87]このリストにある物質の購入は2015年5月26日から制限されており、その所持も2016年3月3日から制限されています。 ^[88] 2018年7月1日以降、一般人が重量比15%を超える濃度の硫酸を取得するにはEPPライセンスも必要となり、鉛蓄電池の販売業者に影響を与えています。^{[89] [90]}

2022年2月26日、20歳から25歳の男性3人が爆発物取締法第4条に違反した疑いでウィガンで逮捕された。捜索令状により、彼らのアパートでいくつかの化学物質が発見された。その後すぐに、長男は保釈され、他の2人も捜査中釈放された。2年後の2024年5月、捜査の結果、彼らはアマチュア化学をしていただけだったと結論付けられ、3人は誰も起訴されなかった。^{[91] [92] [93]}

この国で規制されている化学物質に関する規制には、2015年の規制緩和法によって改正された1972年毒物法や、2015年の毒物および爆発物前駆物質規制規則などがある。^{[94] [88]} 2023年10月1日、1972年毒物法の新たな改正である「2023年毒物および爆発物前駆物質規制規則」が発効した。これらの改正によると、ヘキサミン、濃度10% w/w以上の塩酸、窒素含有量が16%以上の硝酸アンモニウム、濃度30% w/w以上のリン酸は、「報告義務のある爆発物前駆物質」や「報告義務のある毒物」ではなく、「規制対象爆発物前駆物質」とみなされるようになった。アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、亜鉛の硫化物、およびヒ素とその化合物は、現在では単なる「報告対象毒物」ではなく「規制対象毒物」とみなされています。最後に、硫黄、すべての金属リン化物、すべての金属硫化物、すべての金属ポリ硫化物、および有効塩素濃度6%を超える次亜塩素酸ナトリウム溶液が「報告対象毒物」リストに追加されました。^[95]

上記に直接関連するのが、2019年攻撃武器法であり、腐食性化学物質の未成年者への販売や、住宅住所やロッカーへの発送を禁止している。^[96]

アメリカ合衆国では、麻薬取締局が違法薬物の分類に関するリストを管理しており、このリストには規制物質/違法薬物の製造に使用される化学物質が含まれています。このリストは、規制物質法、21 USC  § 802、パラグラフ34（リストI）および35（リストII）に指定されています。さらに、一部の地域では、化学物質や機器の所有に関する厳しい規制があります。たとえば、テキサス州ではかつて、最も基本的な実験用ガラス器具でさえ登録を義務付けていました。^[97]しかし、この要件は2019年6月6日に廃止されました。^[98]

いくつかの州では有害廃棄物管理法を定めており、その一例としてカリフォルニア州有害廃棄物管理法（カリフォルニア州健康安全法§ 25100 -§ 25259）がある。^{[99] [100]} 2017年に可決されたカリフォルニア州議会法案（AB）245は、同法違反に対する行政罰と民事罰の上限を、違反1日あたり25,000ドルから70,000ドルに引き上げた。^{[101] [102]}

ニューメキシコ州に拠点を置くアマチュア科学サプライヤーであるユナイテッド・ニュークリアは、2003年6月に米国消費者製品安全委員会の要請により捜索を受け、^[1]その後「違法な花火部品の販売」の罪で7,500ドルの罰金を科せられた。^[103]

2008年、引退した化学者ビクター・ディーブの自宅研究室が襲撃され、破壊された^{[104] [105] [106] [107] [108]}

ほぼ1年後、当時19歳でホリヨーク・コミュニティ・カレッジの化学の学生だったジャック・ロビソン^{[109] [110]は、}マサチューセッツ州警察、アルコール・タバコ・火器及び爆発物取締局、FBIの職員の訪問を受けた。彼らは、彼が2年前にYouTubeに投稿したPETN、硝酸カリウム、RDXなどのエネルギー物質を含む小規模実験のビデオ数本について質問し、彼の母親の家の地下室を調べたいと望んだ。彼は当初、悪意のある爆発3件と人や財産に危害を加える目的で爆発物を所持した1件の罪で起訴され、最長60年の懲役刑に直面していたが、裁判で無罪となった。

アマチュア化学は、さまざまな形式でマスメディアに何度も描かれてきました。デクスターズラボ、トレイシー・マクビーン、ザ・シンプソンズ（例えば、ホーホーランドのエピソード）などのテレビアニメシリーズの主人公や他のキャラクターが、自分の研究室で化学実験を行っている様子が時々描かれます。

一方、化学実験に特化したミームYouTubeチャンネルがいくつかあります。そのほとんどはアマチュアによって運営されており、ほとんどはプロのコミュニケーターや組織によるものですが、プロの化学者によるチャンネルも少数存在します。

• 要素収集
• 自分でできる生物学

• 家庭化学実験の図解ガイド; 第 1 版; ロバート トンプソン; 432 ページ; 2008 年; ISBN 978-0596514921。 
• 家庭における化学; 第 1 版; ヘンリー ウィード; 385 ページ; 1915 年。

• アマチュア化学者のインターネットコミュニティ、Sciencemadness
• Versuchschemie、アマチュア化学の議論のための現在は廃止されたインターネットフォーラム
• Illumina Chemie、化学に関する議論のためのドイツ語のもう一つのインターネットフォーラム
• Myttex Forum、化学に特化したイタリア語のインターネットフォーラム
• 一般的に入手可能な化学物質のリスト