Bio とは違う Chem EE の Topic 選び・実験設計・評価基準完全公開
IB Extended Essay の Chemistry 分野は『定量実験 × 誤差解析 × 統計処理』が評価の中心。Biology EE と違い、化学反応の Mechanism 説明 + Stoichiometric 計算 + %uncertainty 評価が必須です。本記事では Stoichiometry / Equilibrium / Kinetics / Organic の分野別 Topic 選定、マレーシア固有資源（紅茶 / ターメリック / Soap Nut / Roselle / ココナッツ油等）を活用した A 評価 Research Question 10 例、高校化学室で完結する実験設計、過去の高評価 EE 実例 までを、医学部・化学工学・薬学進学志望の IB DP 1-2 生徒向けに完全整理します。
Chem EE で A を取るには「定量実験（n=3-5 以上）+ %uncertainty 計算（5% 未満目標）+ Statistical Test（p<0.05）」の 3 要素 — 機器の高度さではなく、データの精度と再現性、Discussion 章での化学理論との結びつきが評価されます。
Chem EE は 34 点満点で『Critical Thinking 12 点』が最大配点。Research Question の明確さ（『マレーシア産 Boh Tea のタンニン濃度を分光光度計で定量し、産地別の差を統計検定』のように具体的）+ Methodology の再現性 + データの定量化 + 先行研究との比較 + 限界の正直な評価が A の鍵。マレーシア IB 校生は『地元素材（紅茶 / ターメリック / ココナッツ / Soap Nut / Roselle 等）× グローバル産業応用（医学 / 薬学 / 化学工学）』のクロス文化視点で差別化できます。NMR / Mass Spec は不要、高校化学室の分光光度計 + 滴定 + pH メーターで A 評価は十分に可能です。
IB Extended Essay の Chemistry 分野は 34 点満点で 5 つの Criterion に分かれます。最大配点は Critical Thinking 12 点 — つまり Discussion 章での『データの解釈 + 先行研究との比較 + 限界の評価』が EE 評価の核心。Bio EE と違い、Chem EE は 定量実験 × 誤差解析 × 統計処理 を重視するため、表面的な結論や Qualitative 観察では C 評価以下に止まります。
Research Question の明確さ + Methodology の妥当性。Chem EE では『定量化可能 + 学校化学室で実現可能 + 4,000 字に収まる規模』の 3 要素を満たすこと。『マレーシア紅茶の品質を分析』は曖昧で減点、『マレーシア産 Boh Tea のタンニン濃度を分光光度計で定量し、産地別の差を統計的に検証する』なら高評価。
Chemistry HL レベルの理論的背景の理解 + 専門用語の正確な使用。Beer-Lambert 則 / Le Chatelier の原理 / Arrhenius 方程式 / Hess の法則 / Markovnikov 規則 等の主要概念を Discussion 章で『なぜこの現象が起こるか』に紐づけて説明できること。
EE 評価の最重要軸。① 自分のデータの分析、② 先行研究との比較、③ 限界と改善案、④ 結論の妥当性、の 4 要素を深く掘り下げる。Chem EE では『%uncertainty 計算 + Systematic Error の特定 + 改善案 3 つ以上』が必須。データを表で示すだけでなく、『なぜこの傾向が出たか』の Interpretation を 1,000 字以上書くこと。
構成 + 引用フォーマット + Figures / Tables の見やすさ。表題 + 章番号 + Abstract（任意）+ Introduction + Methodology + Results + Discussion + Conclusion + References + Appendices の標準構成。化学式 / 反応式は LaTeX or ChemDraw で綺麗に。
Reflections on Planning and Progress Form（RPPF）で評価。3 回の Reflection（First / Interim / Final）で『なぜこのテーマを選んだか』『途中で何を学んだか』『次に何を改善するか』を率直に。テンプレ的な反省文は減点、個人エピソード + 失敗の正直な記述が高評価。
A 評価ラインの目安：34 点中 27 点以上（≈80%）で A、24-26 点で B、21-23 点で C、18-20 点で D、17 点以下で E。マレーシア IB 校（MKIS / GIS / ISKL）の Chemistry 生徒で A 取得率は約 20-25%。Critical Thinking で 10+/12 取れるかが分岐点。
Chem EE は 4,000 字制限（タイトル / 図表キャプション / 引用 / Appendices は含まない）。Standard 構成 10 章で、各章の字数配分は Discussion 章を最大（800-1,200 字）、次に Background / Methodology（各 600-1,000 字）が標準です。
| 章 | 字数 / 分量 | 内容 |
|---|---|---|
| Title Page + Abstract（任意） | 1 ページ | Title（Research Question を含む）+ Subject（Chemistry）+ Word Count（4,000 字以内）+ Candidate Number。2018 年以降 Abstract は廃止だが、Introduction で同等の内容を含めること。 |
| Introduction（イントロダクション） | 300-500 字 | Research Question 提示 + テーマ選定理由（Personal Engagement）+ 化学的背景の簡潔な紹介 + 仮説（Hypothesis）+ EE の構成概要。『なぜこのテーマか』を 1-2 段落で書く。 |
| Background / Theory（理論的背景） | 600-1,000 字 | Chemistry HL レベルの理論を体系的に整理。Beer-Lambert 則 / Le Chatelier の原理 / 反応速度論 等の主要概念を引用付きで。教科書 5-10 件 + 査読論文 10-15 件の引用が標準。Markdown 形式の数式 / 反応式を多用。 |
| Methodology（方法論） | 600-1,000 字 | Materials（試薬 + 機器の濃度 / グレード / 製造元 / 精度）+ Procedure（誰でも再現できるレベルの詳細）+ Variables（Independent / Dependent / Control）+ Risk Assessment Summary。試薬の写真 / 機器配置図を含めると評価向上。 |
| Results（結果） | 500-800 字 + 表 / グラフ | 生データ + 加工データを Tables / Figures で整理。各 Table に Title + Footnote（%uncertainty 含む）+ Each Trial データ + Average + SD（標準偏差）。Excel / Google Sheets でグラフ作成、Error Bar 必須。Chem EE で頻出：濃度 vs 吸光度の Calibration Curve、温度 vs 反応速度の Arrhenius プロット。 |
| Discussion / Analysis（考察） | 800-1,200 字（最重要章） | EE 評価の核心。① データの解釈（なぜこの傾向が出たか）、② 先行研究との比較（一致 / 不一致と理由）、③ Systematic / Random Error の特定 + 定量評価、④ 仮説の検証（支持 / 棄却 + 理由）。Chem EE では『%uncertainty が 5% 未満 = 高精度、10-20% = 中、30% 超 = 要改善』が目安。 |
| Conclusion（結論） | 200-400 字 | Research Question への直接回答 + 主要発見の要約 + 化学・産業・社会への含意。曖昧な結論（例：『さらなる研究が必要』のみ）は減点。明確な数値 + 不確定範囲（例：『マレーシア紅茶 A 種のタンニン濃度は 25.3 ± 1.2 mg/g、B 種は 38.7 ± 1.5 mg/g で統計的に有意差あり（p<0.05）』）が高評価。 |
| Limitations and Further Investigation（限界と展望） | 200-400 字 | 実験の限界（試薬グレード / 機器精度 / サンプル数 / 時間制約）+ 改善案 3 つ以上 + 将来研究の方向性。『次に NMR で構造確認』『n=10 で統計検出力向上』等の具体的改善が高評価。 |
| References（参考文献） | 1-2 ページ | 教科書 5-10 件 + 査読論文 10-15 件で計 15-25 件が標準。IBO 公式 MLA / APA / Harvard / Chicago の 4 形式のいずれか、同一 EE 内で統一。In-Text Citation + Reference List の両方必須。Web Source は Accessed Date 付き。 |
| Appendices（付録） | 字数に含まれない | 生データ表 / Risk Assessment Form / Calculation の詳細 / 機器配置の写真 / 試薬の MSDS 等を付録に。本文の字数制限 4,000 字には含まれないため、データ量を増やしたい場合は積極活用。 |
字数管理のコツ：① Discussion 章を最初に書き、800-1,200 字で十分な深さを確保、② Background / Methodology は冗長を避けて簡潔に、③ 図表 / 化学式 / 反応式は字数に含まれないため積極活用、④ Appendices に生データ + 計算詳細を入れて本文を圧縮。Word Count Tool で進行確認しながら執筆。
マレーシア固有の自然環境・食材・産業を活用した A 評価 Research Question 10 例。各テーマは『Research Question の具体性 + 実験設計の明確さ + 4 ヶ月で完了可能 + 高校化学室で実施可能』の 4 条件を満たします。
How does the tannin concentration in Malaysian Boh Tea vary by altitude (Cameron Highlands 1,500m vs Lowland 200m) and brewing time (1-10 min)?
Folin-Denis 法でタンニンを定量。Cameron Highlands 産 vs Lowland 産 vs Sabah 産の比較 + ブリュー時間（1/3/5/7/10 min）の濃度推移。Beer-Lambert 則で 760 nm 吸光度から濃度算出。n=3 × 3 産地 × 5 時間 = 45 サンプル。
What is the correlation between rainwater pH levels and atmospheric SO₂ concentration across 5 KL districts during the haze season (Aug-Oct)?
KLCC / Bukit Bintang / Subang / Petaling Jaya / Cheras の 5 地点で 8-10 月の雨水収集（n=10 / 地点 = 50 サンプル）。pH メーター精度 ±0.01 で測定 + Iodometric Titration で SO₃²⁻ → H₂SO₄ 経路の硫酸イオン濃度を定量。Department of Environment Malaysia の SO₂ データと相関分析。
How does the extraction efficiency of curcumin from Curcuma longa (Malaysian Turmeric) vary with solvent type (ethanol / methanol / acetone), extraction time (1-6 h), and temperature (40-80°C)?
Soxhlet 抽出 or Maceration で Curcuminoid を抽出 → UV-Vis Spec 425 nm で定量。3 溶媒 × 6 時間 × 5 温度 = 90 条件のうち代表 20-30 条件を実験。マレーシア産ターメリック（Pahang Highland）vs インド産 vs 市販品の比較。Yield = (抽出 Curcumin mass) / (Turmeric dry mass) × 100%。
How does the surface tension reduction of aqueous solution vary with Sapindus rarak (Buah Lerak) saponin concentration (0-10 g/L) compared with commercial SDS surfactant?
ボルネオ伝統洗浄素材 Soap Nut（Sapindus rarak）から Saponin を Hot Water Extraction で抽出 → 表面張力を Du Noüy Ring 法 or Drop Weight 法で測定。SDS（Sodium Dodecyl Sulfate）と CMC（Critical Micelle Concentration）を比較。マレー固有素材 + 持続可能性視点で評価向上。
How does the rate of saponification of Malaysian Virgin Coconut Oil with NaOH (1M / 2M / 3M) vary with temperature (30-70°C), as measured by titrating residual NaOH?
VCO（Virgin Coconut Oil）+ NaOH を 5 温度 × 3 濃度の組合せで反応。一定時間ごとに Aliquot 抜き取り → HCl で残留 NaOH 逆滴定 → 鹸化速度算出。Arrhenius プロットで活性化エネルギー Ea 算出。マレーシア産 VCO vs 精製ココナッツ油の比較。Hess の法則 + Kinetics の両方を含む。
Can Hibiscus sabdariffa (Roselle / Asam Paya) anthocyanin extract function as a pH indicator across the full range (pH 1-13), and how does its color change profile compare with synthetic indicators?
Roselle のアントシアニン抽出（エタノール / 水）→ 13 段階の pH 緩衝液（pH 1-13）で色変化を観察 + 分光光度計で 520 nm 吸光度測定。色変化範囲 + pKa 算出。Methyl Orange / Phenolphthalein / Bromothymol Blue 等の合成指示薬と比較。マレー伝統素材 × 環境配慮 × 滴定実用の 3 軸で評価。
How does the total water hardness (mg CaCO₃/L) and Ca²⁺ / Mg²⁺ ratio of KL tap water vary across 5 districts and compare with WHO drinking water guidelines?
EDTA 錯滴定（Eriochrome Black T 指示薬）で Total Hardness 測定 + EDTA + Murexide 指示薬で Ca²⁺ 単独定量。KLCC / Mont Kiara / Petaling Jaya / Subang / Cheras の 5 地点 × n=5 = 25 サンプル。Air Selangor の公開水質データと照合。WHO 基準（300 mg/L 以下）との比較。
How does the concentration of volatile sulfur compounds (estimated via Iodine-Starch reduction method) in Musang King durian flesh vary with ripeness stage (1-7 days post-harvest)?
本格的 GC-MS は高校室で不可だが、Iodine-Starch 還元法で Sulfur 化合物（メチオニン / DMS 等）を半定量。Musang King 品種の 7 段階熟度 × n=3 = 21 サンプル。Mass Balance + Statistical Test で熟度との相関。GC-MS は『将来の発展研究』として Discussion で言及（実施できなくても可）。マレーシア固有のユニークテーマ。
How effectively does density separation using saline solutions (0-30% NaCl w/w) distinguish between PET, HDPE, LDPE, PP, and PS plastics from Malaysian municipal waste?
マレーシアの 5 種プラスチック（PET / HDPE / LDPE / PP / PS）を回収 → 7 段階の食塩水密度（1.00-1.20 g/mL）で浮沈試験 → 各プラスチックの最適分離濃度を決定。Pycnometer で密度精密測定 + 密度差の理論計算と比較。マレーシア Recycling Policy への含意。化学工学志望に好評。
What is the residual ethanol concentration (% v/v) in commercially sold Malaysian halal-certified soy sauce / vinegar / kefir products, and how does it compare with the JAKIM halal threshold (<0.5% v/v)?
ハラル認証食品 5 種（醤油 / 酢 / Kefir / ノンアル飲料 / 醸造調味料）からエタノールを蒸留 → K₂Cr₂O₇ 酸化滴定 or Iodoform 反応で定量。Malaysia JAKIM の Halal Standard（<0.5% v/v）との比較。マレーシア独自の宗教的・食品衛生視点。薬学進学者の調剤倫理にも関連。
テーマ選定の最終チェック：① Research Question が定量化可能（X mg/L、Y% Yield、Z m/s 等の数値で答えられる）、② 4 ヶ月で n=3-5 のデータ取得可能、③ 高校化学室の機器で完結、④ Personal Engagement の物語が書ける（家族 / マレーシア生活 / 個人興味との繋がり）、⑤ 志望大学・学部との関連性。5 条件全て満たすテーマを Supervisor と DP 1 中に確定。
Chem EE のテーマは大きく Stoichiometry（化学量論）/ Equilibrium（化学平衡）/ Kinetics（反応速度）/ Organic（有機化学） の 4 分野に分類されます。難易度・必要技術・志望学部適合性で選択。
DP 1 / 5 月時点の選択フロー：① Chemistry Predicted 6 → Stoichiometry / Organic で確実 A 狙い、② Chemistry Predicted 7 + 化学工学志望 → Equilibrium / Kinetics で加点狙い、③ Chemistry Predicted 7 + 医学部・薬学志望 → Stoichiometry（食品 / 公衆衛生）or Organic（天然物 / 薬草）、④ 実験技術に自信がある → Kinetics で活性化エネルギー算出。Supervisor との 1 対 1 相談で最終決定。
毎年 Chem EE 不合格の典型的な NG パターン 7 つ。Supervisor 配置直後にこれらを避けることで A 評価ラインへの近道。
高校化学室では機器なし、提携大学への外部依頼は 4 ヶ月では現実的でない。例：『未知有機化合物の構造決定』『血漿中薬物濃度の HPLC 定量』『天然物の Mass Spec によるパターン解析』は避ける。代替案：UV-Vis 分光光度計 / TLC / 滴定で代用可能なテーマに絞る。
マレーシア DOSH 規定 + 学校 Risk Assessment で実施不可。Supervisor 承認が下りない。例：『水銀の生物濃縮分析』『シアン化物による酵素阻害』は NG。代替案：模擬実験 / 文献データ分析 / 安全な類縁化合物（鉄イオン / 銅イオン等）への置換。
IBO Ethical Guidelines 違反のリスク。例：『マウスへの薬物投与』『被験者の血糖測定』は厳しい倫理審査。代替案：植物由来素材 / 微生物 / 細胞培養（学校で対応可能なら）/ in vitro 模擬実験。
例：『マレーシアの大気汚染と健康影響の全体像』『天然物の全ファイトケミカル分析』。4,000 字制限内で表面的になり Critical Thinking で減点。代替案：1 つの化合物 / 1 つの反応 / 1 つの地点に絞り、深く分析。
EE は『Reliable Quantitative Data』が必須。1 回限りの実験 / 個別事象の観察は『Anecdotal Evidence』として評価低。代替案：必ず n=3-5 以上の繰り返し実験 + Statistical Test（t-test / ANOVA / Chi-square）を含める。
例：『マレーシア伝統料理の味の化学的説明』『色素の美しさの分析』。Chemistry EE は『定量実験』が前提で、Qualitative 観察のみは Critical Thinking で減点。代替案：味 → 糖度 / 酸度 / Vitamin C 定量、色 → 吸光度 / 色素濃度に変換。
例：『マレーシア紅茶産業の経済分析』『食品マーケティングの心理学』。Chemistry EE は『化学原理を中心に』が必須。経済 / 心理 / 社会の比重が高いと『Subject Inappropriate』で再提出指示。代替案：化学的測定 + 産業応用の補足、化学を主軸に固定。
NG パターンの予防策：① DP 1 / 5 月の Supervisor 配置時に Risk Assessment Form をドラフト、② DP 1 / 6 月の Literature Review で 15-20 件の先行研究を読み、自分のテーマがすでに過剰研究されていないか確認、③ DP 1 / 8 月の予備実験で n=3 の Quantitative Data を確実に取れるか検証、④ DP 1 / 11 月の First Reflection 時点で『4,000 字に収まるか』を Supervisor と確認。早期発見で軌道修正可能。
マレーシア IB 校（MKIS / GIS / ISKL / ISP / Nexus 等）の化学室で揃う標準試薬・機器、マレーシア固有素材の入手先、無料分析ソフトを整理。
主な品目：HCl（希塩酸 0.1-1M）、H₂SO₄（希硫酸 0.5-1M）、NaOH（0.1-1M）、KOH（0.1-1M）、NaCl、KI、KIO₃、Na₂S₂O₃、KMnO₄、K₂Cr₂O₇、AgNO₃、EDTA、DCPIP（Vitamin C 定量）、Eriochrome Black T、Murexide、Phenolphthalein、Methyl Orange、Bromothymol Blue、Folin-Denis 試薬（タンニン定量）
補足：MKIS / GIS / ISKL 等は標準装備。不足時は Lab Technician 経由で Sigma-Aldrich Malaysia / Merck / R&M Chemicals に発注（2-4 週間）。
主な品目：電子天秤（0.001g 精度）、pH メーター（±0.01 精度）、分光光度計 Spec-20（UV-Vis 200-800nm）、ビュレット 50mL（±0.05mL）、ピペット（10/25mL）、Hot Plate + Stirrer、Water Bath（25-100℃ ±1℃）、Conductivity Meter、Refractometer、TLC キット、Filtration セット
補足：MKIS / GIS / ISKL は IB 標準装備。Soxhlet 抽出器 / 蒸留装置 / 電気化学セル / Drop Weight 法装置等は『要相談』。
主な品目：Boh Tea / Sabah Tea（紅茶）、Curcuma longa（ターメリック）、Sapindus rarak（Soap Nut / Buah Lerak）、Hibiscus sabdariffa（Roselle / Asam Paya）、Virgin Coconut Oil（VCO）、Pandan leaves、Tongkat Ali（注意：薬用）、Pomelo / Carambola、Musang King durian、Mengkuang leaves
補足：Mydin / Pasar Borong / Lokal Wet Market で入手。サンプル取得日 + 産地を Notebook に記録。植物標本は冷凍 or 乾燥保存。
主な品目：Excel / Google Sheets（データ整理 + グラフ）、ChemDraw Sketch（化学構造式 - 無料版）、ImageJ（TLC 画像解析 - 無料）、JASP / R（Statistical Test - 無料）、Mendeley / Zotero（引用管理 - 無料）、Overleaf（LaTeX レポート - 無料）
補足：数式 / 反応式は ChemDraw or LaTeX が標準。Statistical Test は Excel TINV 関数 / JASP（無料）で十分。
リソース活用の優先順位：① 学校化学室を最大活用（Lab Technician に DP 1 / 5 月から相談）、② マレーシア固有素材は Mydin / Pasar Borong（市場由来素材は産地 + 採取日を Notebook に記録）、③ 外部発注は 2-4 週間リードタイムを見込んで DP 1 / 6 月までに発注、④ 無料ソフト（JASP / R / Mendeley / ChemDraw Sketch / Overleaf）でプロ仕様レポート作成。学校 IT 部門に許可申請。
Chem EE で Critical Thinking 12 点満点を取るには『誤差解析の深さ』が決定的。Bio EE と違い、Chem EE は『データの定量精度』を厳しく評価されます。% uncertainty / Statistical Test / Reproducibility の 3 要素を体系的に整理。
Discussion 章での誤差解析の書き方：① 各データ Table の Footnoteに % uncertainty を併記、② Discussion 1 段落目で『総合 % uncertainty = X%、これは中精度範囲』と評価、③ Systematic Error の特定（方向性 + 大きさの推定）を 1 段落、④ Random Error の評価（SD + RSD + n 数）を 1 段落、⑤ Statistical Test の結果（p 値 + Effect Size）を 1 段落、⑥ 改善案 3 つ以上を最後に。これで Critical Thinking 10+/12 が現実的。
IBO Sample EE Database 公開 + マレーシア IB 校（MKIS / GIS / ISKL）卒業生の A 評価 Chem EE 実例 5 件。各 EE の Research Question + テーマ分野 + A 評価のポイントを整理。
DCPIP 滴定で Vitamin C 定量、3 温度 × 8 時点 × n=3 = 72 サンプルで時系列分析。Arrhenius プロットで分解速度の温度依存。Reflection で『家族の食習慣がテーマ動機』を率直に書き Engagement 6/6 取得。
マレーシア固有のテーマ（POME = Palm Oil Mill Effluent から酵素抽出）で新規性 + 化学工学・バイオプロセスへの応用で評価向上。Imperial College Chemical Engineering の Conditional Offer 引き上げに直結。
マレーシア油脂 3 種比較 × 5 時点 × n=3 = 45 データ。Arrhenius 解析で活性化エネルギー Ea 算出。化学工学（界面活性剤 / 石鹸産業）への応用で Discussion 1,200 字超。NTU Singapore Chemical Eng 合格に貢献。
Buffer Capacity = ΔpH / Δ[Acid or Base] の定量。3 飲料 × 3 繰り返し = 9 サンプル。Henderson-Hasselbalch 方程式の応用 + マレーシアでの市販飲料データ。テーマの身近さで Engagement 高評価。
Roselle アントシアニンを 13 pH 段階 × n=3 で吸光度測定 → pKa 算出 + 色変化範囲特定。Phenolphthalein / Methyl Orange と比較。Discussion で『天然指示薬の産業応用 + 環境配慮』を 1,000 字以上展開。
過去 EE から学べる共通点：① Research Question の具体性（数値で答えられる）、② マレーシア固有素材 × グローバル産業応用のクロス文化視点、③ n=3-5 以上の繰り返し実験、④ %uncertainty 5% 未満、⑤ Statistical Test（t-test / ANOVA）、⑥ Discussion で 1,000 字以上の深掘り、⑦ Reflection での率直な失敗・改善エピソード。これらを意識した EE は A 評価が現実的。
南数塾は IB Math を中心に、EE Chemistry のサポートも提携 Tutor との連携で対応します。
※ 本記事は 2026 年 5 月時点の IBO 公式 Extended Essay Guide（Chemistry 分野）・各 IB 校公式案内・マレーシア主要 IB 校（MKIS / GIS / ISKL）への聞き取り・卒業生 Chem EE 実例をもとに整理しています。EE 評価基準・字数制限・提出形式は IBO の改訂で変更される可能性があります。出願年の IBO 公式 Extended Essay Guide および学校 IB Coordinator 案内を必ずご確認ください。テーマ例は参考であり、実際の選定は Supervisor との打合せに基づいてください。試薬の取り扱いは学校 Risk Assessment 承認下で実施してください。
お子様の Chemistry Predicted Grade、志望大学・学部（医学部 / 化学工学 / 薬学 等）、興味分野をもとに、EE Chemistry の Research Question 仮決定から Final 提出までの 16 ヶ月伴走計画をご提案します。マレーシア固有素材を活用した A 評価テーマ設計を専門領域とし、Math IA と合わせた IB Diploma 全体最適化も対応可能です。三者面談（生徒・保護者・講師）は無料体験時から可能です。
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