まるで魔法、黄→緑→赤に変化を繰り返す「交通信号反応」【美しすぎる化学】
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まるで魔法、黄→緑→赤に変化を繰り返す「交通信号反応」【美しすぎる化学】

■三色に色変わりする 液体をかき混ぜるだけで、黄色い水溶液がぱあっと赤くなり、強くかき混ぜると今度は緑色になるのです。しかし、そのまま静置すると、次第に緑色から赤色に、そしてもとの黄色に戻ってしまいます。またかき混ぜると同じような変化が見られ、何度も色の変化を楽しむことができるのです。この不思議な化学反応を、三色に光の色が入れ替わる信号機に見立て、交通信号反応と呼ぶこともあります。色の変わる順序は信号機とちょっと違いますが、マジック的な要素もあって人気のある実験となっています。 ■二段階の反応が連続的に起こる 色素の正体は、インジゴカルミンという物質で、その水溶液は、酸素濃度の低いところでは還元型(黄色)ですが、水溶液を少しかき混ぜて酸素と反応させると中間型(赤色)となります。さらに多くの酸素と反応することで、酸化型(緑色)を呈するのです。これらは、いずれもインジゴカルミンの分子構造が変化することで、色が異なって見えるというものです。また、酸素の絶妙な濃度バランスの上に成り立っていて、酸素の濃度が低下していくことで逆反応による色の変化も観察されるのです。この二段階の変化をまとめると…還元型(黄色)⇔中間型(赤色)⇔酸化型(緑色)となります。 ■グルコースの還元作用も働く 酸素の濃度低下ですが、水溶液にはグルコースが加えられており、これが酸化したインジゴカルミンから酸素を引き抜く還元剤としての役割を果たしています。静置すると次第に色が緑→赤→黄のように戻っていくのはこのためです。また、インジゴカルミンの分子は、可逆的に形を変えているだけなので、酸素の関わりによって同様な色の変化を繰り返します。なお、水酸化カリウムの存在や温度にも大きな影響を受けやすい反応でもあります。 監修:山田暢司(都留文科大学特任教授) 授業に実験を積極的に取り入れ、身近な素材を有効に活用する教材開発に取り組んでいる。科学リテラシー向上のための啓発活動として、メディアへの出演、ドラマやCMの監修など多数。著書に「実験マニア」(亜紀書房)「サクッと!化学実験」(dZERO)「高校教師が教える化学実験室」(工学社)など。

再生時間
00:00:49
配信期間
未定
タイトル情報
美しすぎる化学 by Yahoo!映像トピックス
ビーカーの中で次々に色が変化したり 不思議な模様が現れたり……化学の世界は、まるでアートのよう。サイエンスの知識がなくてもビジュアルで楽しめる「美しすぎる」化学動画をどうぞ。