実験に必要なもの
- ①の粉(グルコース)
- ②の粉(炭酸ナトリウム)
- ③の粉(インジゴカルミン)
- 耐熱ペットボトル
- 鍋(小さいものでいい。ポットで代用可)
- 温度計(100℃まで測れるもの)
- 机にひく新聞紙など(適宜)
ペットボトルと鍋(もしくはポット)、温度計、新聞紙などはキットのなかに入っておりませんので、ご自身で用意してください。
インジゴカルミンは非常に色の濃い色素です。服や机につくと絶対に落ちません。ご注意ください。
炭酸ナトリウムはアルカリ性です。手につくと皮膚を溶かしてがぬるぬるします。この状態で放っておくと指紋が消えます。また、目に入ると甚大な被害を引き起こす可能性があります。ご注意ください。
実験の手順
大人の方が実験手順をよく読んでから実験を行ってください。
①(汚れを気にする方は新聞紙、汚れてもよい雑巾を机に広げます。)
②1番の粉(グルコース)・2番の粉(炭酸ナトリウム)をペットボトルの中に全て入れます。この時、粉をペットボトルに注いだ後、袋を水ですすいでそれもペットボトルに流し込むと無駄になる粉が減ります。
(下図参照)
③水をペットボトルの三分の一ぐらいまで注ぎます。
④ペットボトルの蓋を閉め、粉末が溶けるように振ってください。溶け切らなくても今後の加熱などで溶けます。
⑤鍋の中に水を張り、温めます。80度ぐらいまで温めてください。
⑥火を消します。
⑦ペットボトルを鍋の中に入れ、中の液体を温めます。
この時、ペットボトルの蓋は絶対にあけてください。破裂する恐れがあります。
また、ペットボトルが鍋自体にあたらないようにしてください。ペットボトルが破損します。
⑧鍋の水が70度を切ったぐらいでペットボトルを鍋から出します。
ペットボトル及び中の液体は大変高温です。お気をつけください。
⑨3番の粉(インジゴカルミン)を溶かします。
- 液体の色が青、藍から赤、黄色へと変わります。
⑩黄色になったらペットボトルのキャップをしめて、液体を振ってください。元の青色へ戻ります。
⑪放置するとまた黄色になります。もう一度振ると最初の青に戻ります。
- 以降⑪の繰り返し
ゲーミング反応のふしぎ
ゲーミング反応ってなんだろう?
ゲーミング反応は、液体の色が変わる、とても不思議な実験です。
虹色のグラデーションのことをゲーミングカラーと呼ぶことがあります。
この実験はそこから名前をとって"ゲーミング反応"と呼ばれています。
さて、どうして色が変わるのか、一緒にかんがえていきましょう!
何が色を変えているの?
このゲーミング反応では、インジゴカルミン(色のもとになる物質)や、ブドウ糖(砂糖の仲間)、空気のなかの酸素 などが複雑に反応しています。
なのでこれをすべて書くとわかりにくくなってしまいます。
これからの説明は分かりやすくするために一部ごまかしています。ご了承ください。
詳しいこと、正しいことを知りたい場合は参考資料の慶應大学の文書をお読みください。
どうして色が変わるの?
青色から赤、黄になっていくとき、ブドウ糖からインジゴカルミンに電子が押し付けられます。電子が押し付けられたインジゴカルミンは赤になり、もう一つ渡されると黄色になります。
こうして、ブドウ糖から電子を押し付けられたインジゴカルミンは次々と色を変えていきます。
振ると色が変わる理由
振ると液体の中に空気中の酸素が入ってきます。この酸素がインジゴカルミンに押し付けられた電子を回収します。
電子を回収されたインジゴカルミンは最初の押し付けられる前のインジゴカルミンと同じ状態なので同じ青色になります。
もっとくわしく
皆さんは違和感を感じませんでしたか?そうです。ここまでの説明に一度も炭酸ナトリウム(2番の粉)が登場していません。
2番の粉は2つの仕事をしています。
1つ目、ブドウ糖を電子を押し付けるモードにすること。
2つ目、インジゴカルミンを破壊すること。
何回も実験を続けると段々色が薄くなって、最後には色が変わらなくなります。
これは、炭酸ナトリウムがインジゴカルミンを破壊するからです。
ブドウ糖を電子をまき散らすモードにできる薬品は大体がインジゴカルミンを破壊してしまいます。
なので、この実験と同じ原理の実験はたいていが同じ理由で反応の終了をもっています。
やってみよう!
ぜひインジゴカルミンの濃度に注目してインジゴカルミンが減ると反応はどうなるか?などを確認してみてください。
締めの言葉
ゲーミング反応を通して、化学の世界のふしぎを楽しんでいただくことができていたら幸いです。
質問等ございましたら、公式Lineか5aoristos@reabiz.jpまで。
星光のことや趣味のことなどでも気軽にご質問ください。
参考:化学ショーでよく見る信号反応を進化させてみた! |リケラボ|くられWith薬理凶室
慶應義塾大学学術情報リポジトリ(KOARA)
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