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試験管の中に虹
初出：2005.09.18 CHEMISTRY
皆さん、こんにちは＆はじめまして。３年になってから一気に部活への出現率が減り、今年の前期はあまり新しい実験ができなかったため、去年と同じ実験を選ばせてもらいました。しかし、それだけじゃ物足りない！・・・ってことで＋αの実験もやってみました。どうぞ、そっちの方も見てやってください。よろしくお願いします。
１．試験管の中の虹とは
文字どうり試験管の中に虹が発生する実験です。いえもｔろん、本物の虹のように水の中で光を屈折させて・・・ていうのではなく、化学っぽい薬品で。見てくださった方ならわかると思いますが、見た目がとにかくキレイ！しかも実験中、シュワシュワ泡立つ様がこの上なく化学っぽい！（違っ）
わたしがこの実験を選んだ理由はそんなところにありました（自己完結）
２．用語解説
pH(ペーハー)：液体の酸性・アルカリ性の強さを表す単位。0〜14まであり、0に近づくほど酸性が強く14に近づくほどアルカリ性が強い。７は中性
指示薬：液体のpHの変化によって色が変わる薬品や試験紙のこと。
例：リトマス試験紙 → pH７以下（酸性）だと赤、８以上（アルカリ性）だと青に変わる。７（中性）だと変化なし。
塩酸：水素と塩素の化合物。ここでは液体のモノを使用。強い酸で多くの物質を溶かす。酸性雨中にも含まれる。
水酸化ナトリウム：空気中の水分を吸収して溶ける性質（潮解性）があるので、空気の乾燥剤としても用いられる。強アルカリ。製紙工場や石けんの製造にも使われる。ココでは液体のモノを使用。
炭酸ナトリウム：白色の粉末で水によく溶ける。水に溶かすとアルカリ性を示す。ガラスの原料として使われる。
mol：液体の濃度を示す単位。数字が高いほど濃度が高い
３．使用するもの
万能指示薬：酸性、中性、アルカリ性全てでそれぞれ違った色の変化を見せる指示薬。液体のおよそのpH値を測定するのに使われる。
2mol塩酸：結構キケンです。
水酸化ナトリウム：かなりキケンだったり。
水（H2O)：比較的安全（？）
☆ 万能指示薬の変色域
酸性強 ← オレンジ − 黄 − 緑（中性）ー 青 ー 紫 → アルカリ性
４．実験
１．水10mlを試験管にとり、万能指示薬２〜３滴加える。
２．１．を5mlづつ２本の試験管に分け、一方には塩酸２〜３滴、もう一方には水酸化ナトリウムを２〜３滴入れる。
３．また別の試験管に炭酸ナトリウムの粉末1gを入れ、そこで２．で作った水酸化ナトリウムの溶液を入れる。
４．３に２で作った塩酸の溶液をそっと流し入れる。
５．試験管全体が紫になるので溶液の上部９０％がオレンジ色になるまで塩酸を入れ続ける。
６．試験管の底の炭酸ナトリウムをガラス棒を回して溶液内に巻き上げる。
上記の作業を何度か繰り返すと、次第に試験管内は虹色になっていきます。
５．原理解説
原理はとっても簡単です。万能指示薬の変色域を利用した実験です。
まず試験管の大部分を酸性にします（前セクションの５の工程です）。その後底に入れておいた超アルカリ性の粉末、炭酸ナトリウムをガラス棒で底の方は激しく、上の方は軽〜くかき混ぜます。これによって溶液内にpH値の差が生じます。
激しく混ぜた下の方はアルカリが強く、あまり混ぜなかった上の方ば酸性か強くなるわけです。そして酸性とアルカリ性が混ざって中和された部分(真ん中あたり)が中性になります。これに万能指示薬が反応し、虹のような色彩を見せてくれるのです！！
６．＋αの実験
皆さん、指示薬って聞くとなんだか複雑な薬品のような気がしませんか？確かに万能指示薬は結構複雑な薬品なのですが・・・・。実は指示薬って皆さんの身近な所にいっぱいあります。しかもほとんどが植物です！例えば、前の方に書いたリトマス紙、あれはコケ類の色素を取り出して紙に染み込ませたものですし。長期保存ができないために正式な指示薬になってないものは沢山あります。では、ここで身近な指示薬にっいて少し。
紫キャベツ 酸性強 ←赤一桃一 紫(=中性) 一青一緑一黄→ 塩基性強
ブドウの皮 酸性強 ←赤一赤紫一 紫(=中性) 一青一緑→ 塩基性強
カレー粉 − 黄(=中性) 一橙→ 塩基性強
紫キャベツやブドウの皮にはアントシアンという色索が含まれていてこれが指示薬と同じ働きをします。この色素はエタノールまたはメタノ一ルに入れて取り出すことができます。
その他
パンジー、アヤメ、キキョウ、ムラサキツユクサ、赤ジソ、ナス、朝顔、バラ、ツツジ、スモモの皮、黒豆のっけ汁など青、紫、赤、赤紫の色素が含まれるものは指示薬と同じ働きをします。(例外も恐らくあると患いますが・・・)
昨年、『試験管の中の虹☆〜紫キャベツバージョン〜☆』で実験したところ、何を間違ったのか失敗し、真っ赤と深緑の２色が出てきただけで終わってしまいました。今年はそんなマネはするまいっ！と実験をし、見事成功しました！これもまた色がキレイです。やり方は万能指示薬のほとんど、いや全く変わらないのですけどね。実験については下記で・・・。
７．紫キャベツの虹
１．紫キャベツをお湯などにつけておき、色素を取り出す。（早く取り出したい場合はメタノールを使った方が良いが、長期保存をしたい場合はお湯を使用した方がよい。）
２．試験管に10mlの水をとり、その中に紫キャベツの色素を取り出した液を２〜３滴加える。たくさん入れすぎると色の変化が激しくなり過ぎて失敗してしまう。
あとは『試験管の中の虹』と同じ手順です。
あとがき
あ〜やっと終わった〜。この原稿を書くのも今年が最後・・・。思い返せば化学部では色々とすごい思い出がありました。濃硫酸の瓶をひっくり返したり、化学室をすべて煙に包んだり・・・。しかし、モチロンいい思い出もすごくたくさんあります。私は入学してすぐ化学部に入り、2年生の秋に文芸部に入り、何と3年生の夏合唱部に入部しました（最後の夏が一番忙しくなってしまった受験生・・・）。文芸部や合唱部はモチロン、すごく楽しいです。しかし、どれか一つを選ベト言われたら、たぶん私は迷うことなく化学部を選ぶのではないか、と思います。それだけ私にとって化学部は本当に楽しい場所でした。
受験生の皆さん、入学したら是非、3回かが櫛津にお立ち寄り下さい！そして、是非入部してください！お願いします。
・・・それにしても眠い・・・。今はいったい何時なんだろう・・・。昼夜逆転生活を直すために徹夜しようとしている自分は間違っているのだろうか・・・。きっと間違っているのだろうな。
それでは皆さん、ここまでおつきあいいただき本当にありがとうございました！