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信号反応の不思議に迫る。

化学と言われたときに、皆さんは何を連想しますか??
多くの人は、白衣を着た科学者が試験管に入った不思議な薬品入りの液体をビーカーに注ぎ、化学変化を確認する姿を思い浮かべるのではないでしょうか・・・??
(これは私だけか・・・。)

そのようなイメージを持ちつつ、学校現場で演示実験を披露するにしても、教科書に掲載されている実験は、味気ないものが多くて生徒たちが退屈してしまうのでは・・・。そんな不安を抱いたときには、少し不思議な化学変化を披露して、生徒たちをあっと言わせたいところです。

さて、今日ご紹介する反応は、そんな一風変わった不思議な化学変化の一つです。

【信号反応】

最初は、何の変哲も無いただの水だと思いきや・・・

透明な液体

容器を一度振ってみると・・・

赤色の液体

赤色に変化します。
さらに振り続けると・・・・

紫色の液体

紫色に変化します。
そして、そのまま放っておくと、もとの透明な液体に戻ります。

学校現場では結構有名なネタです。
動画での反応の様子や調整の様子は、こちらを確認下さい。

■準備物
水酸化ナトリウム、グルコース、メチレンブルー、サフラニン
※市販でサフラニンは入手出来ない場合は、メチレンブルーだけでも可能です。
その場合、溶液は、青⇔透明 のみの変化になります。

↓必要なものはこちらから入手出来ます。

水酸化ナトリウム水溶液、 グルコース、 メチレンブルー、 サフラニン

※水酸化ナトリウムは、個人での購入が難しいですが、希釈された水溶液なら購入可能です。0.5mol/L のものを購入すれば、そのままグルコース、メチレンブルー、サフラニンを入れるだけで調整できます。

■調整方法
①水200mlを密栓出来る容器に入れる。
②水酸化ナトリウムを4g程度(16~20粒程度)を容器に入れて溶かす。
③グルコースを4gを容器に入れて溶かす。
④メチレンブルー水溶液を8滴、サフラニン水溶液を4滴、容器に入れる。
(メチレンブルー水溶液、サフラニン水溶液の濃度によって加える量は変わります。各自で調整した溶液を使って必要量は確認してください。)

■原理
ブドウ糖(グルコース)には還元作用があり、この作用によってメチレンブルー、サフラニンの化学構造がわずかに変化します。この変化によって、もともと色味を帯びていた溶液が無色透明な液体に変化します。
(物理的には、それぞれ青色、赤色の光を反射する構造から、全ての可視光線を透過する構造に変化したと言えます。)

この液体を振ることで、空気中の酸素と反応し(酸化され)、元の色味がある構造に戻ります。水酸化ナトリウムは、グルコースの還元作用を促進するため、水溶液を塩基性(アルカリ性)にする役割を果たします。

化学の授業においては、グルコースの還元性について説明する時や科学と人間生活では、糖類について説明する時に、生徒たちの気を引くアイテムとして活用できます。より詳細な説明については、下記のサイトをご確認ください。

■メチレンブルーの酸化還元

みらい研実験計画書 | 信号反応、 メチレンブルーの色変化 | 振るとブルーに、 メチレンブルーの酸化還元

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