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交通信号反応
黄←→赤←→緑
初出：2004.09.18 Chemistory
・はじめに
この実験は、昨年まで在学していた先輩の持ネタで去年の冊子などを参考にしたので少しだけ楽にやらせていただきました。
この実験は、フラスコの中の液体を黄色、赤、緑の順に変化して元に戻して繰り返すというものです。
１．実験準備
１-１．使用する薬品
・水酸化ナトリウム(NaOH)
・インジコカルミン(C16H8N2Na2O8S2)
・ブドウ糖(C6H12O6)
１-２．使用する器具
・三角フラスコ(300ml)
・ゴム栓
・薬さじ
・ガラス棒
・ビーカー(50ml、300ml)
１-３．溶液の作り方
溶液A：純水250mlにブドウ糖3gと水酸化ナトリウム5gを溶かす。
溶液B：純水Bにインジゴカルミン0.5mlを溶かし、1%濃度の溶液50mlを作る。
２．手順
１．フラスコに溶液Aを100mlほど入れる。
２．溶液Bを5〜10ml(色が変わる程度)入れる。
３．フラスコにゴム栓をして、はじめはゆっくりと振り赤くなってきたら、素早く振る。色が緑に変わったら、実験終了。
３．原理解説
この実験は酸化と還元の性質を利用して反応が進みます。
ちなみに、酸化とは物質に酸素が結合しpH値が小さくなることで、還元とは物質から酸素が離れてpH値が高くなることです。酸化還元反応の指示薬として本実験ではインジゴカルミンを用いました。酸化還元反応の指示薬とはpHの高低によって発色が変わるという認識でかまいません。
実験手順３でのフラスコ内の色は黄色です。これはインジゴカルミンが強塩基性(＝強アルカリ性)の物質に対して黄色を呈色するからです。フラスコを強く振った際に溶液が赤くなったのはフラスコ内の酸素と溶液とがよく混じり合い、溶液が酸性に傾いたからです。さらにフラスコを振り続けると溶液は緑色を呈色しますが、さらに多量の酸素と溶液が混じり合うためにより酸性に溶液が傾くためです。
上記には記載はしておりませんが、黄色→赤→緑になったものが緑→赤→黄色と元の色へと戻っていきます。これはブドウ糖が、指示薬を還元するために起こる現象です。
実験を繰り返していくと溶液の色は緑色の呈色が薄くなり、黄緑色になってしまいます。そんなときは溶液Bをたせばまたしっかりと色が出てきます。実験を繰り返すうちに還元の速度が遅くなってきたら、ブドウ糖を加えることで解消します。
４．使用した薬品について
水酸化ナトリウム
この薬品には潮解性という、空気中の水分を吸収して崩壊してしまう性質があります。水酸化ナトリウムの計量時には容器のふたを開け放しにしないようにご注意願います。また、濃度の高い水酸化ナトリウム水溶液が皮膚につくと皮膚がただれてしまうことがあるのでご注意下さい。皮膚の痛みやただれが気になるときには速やかに医師による診察を受けて下さい。
５．さいごに
この実験は、先輩がやっているのを見て『意外と簡単そう！』と思ったのがキッカケでしたが、はじめの３回くらいは失敗を繰り返し、改めて先輩のすごさを実感しました。それから、数回は水酸化ナトリウムの量を減らしてみたり、ブドウ糖を増やしてみたり、・・・、と試行錯誤の末、ようやく形となりましたので紹介させていただく次第です。
それにしても・・・、２つも実験についてまとめると、ただいま深夜３時過ぎ。５時間後には家を出ないと部活に遅刻する、という時間。こんなことなら・・・もっと早い時期から始めていればよかった、と後悔しても”あとの祭り”。そもそも、明日しっかり生きていけるかが、ヒジョウに心配となってきました。
そんなことより・・・
化学室で実験を見て疑問に思えることがありましたら、お近くの化学部員まで！
また会える(?)日を楽しみにしております。