サインペンの色を分けてみよう 1．体験実験の目的みなさんが使っている赤や黒のサインペンの色は、1 つの色ではなく複数の色からできています。サインペンには油性と水性の 2 種類がありますが、今回は学校にあるチョークを使って水性サインペンの色が何種類の、どんな色からできているかを確かめてみましょう。 2．実験器具サンドペーパー、チョーク (2 本 )、水性サインペン、シャーレ (1 個 ) ビーカー (1 個 )、水、定規、ティッシュペーパー 3．実験操作 1)サンドペーパーでチョークの表面の黄色いところ (側面 )を、かるくこさぎとる。 2)赤、黒、緑、青色のサインペンで、1 本目のチョークの下端から 1cm のところに間隔をあけて印をつける (少し強く押し付ける )。･･･図の 1 左 3)2 本目のチョークの下端から 1cm のところに、好きな色のサインペンで円を書く (少し強く押しながら )。･･･図の 1 右 4)水の入ったシャーレに、サインペンで印をつけたチョークと、円を書いたチョークをゆっくり立てる (このとき、水をはったシャーレの水位は 7mm 位 )。･･･図の 2 5)10 分間待つ。 6)シャーレの中の水が減ってきたら、ビーカーで水を加える。･･･図の 3 7)チョークをシャーレから取り出し、ティッシュペーパーの上で乾かす。･･･図の 4 カラフルチョークのできあがり 1 1 3 2 10 分後水が足りなくなったら補う図水をはる 4 乾かして｢カラフルチョーク｣できあがりカラフルチョークのできるまで 2 4．解説 −どうして色が現れるのでしょうか− 私達の身のまわりにある物質はそれぞれ固有の色をもっており、生活を豊かにしています。それでは、その色はどんなことで現れるのでしょうか。色を見るためには光は必要です。色として見えるのは、光源からでた光が物質によって吸収、透過または反射され、その光の波が目に入り、はじめて色として感じられることになります。しかし、光の波はすべて見えるのではなく、目に見える光の波を可視光線といいます。物質が光を吸収する能力によってその物質の色が決まります。有機化合物のなかには二重結合を多くもつ物質もあり、二重結合が多いほど可視光線をよく吸収し、色をもつようになります。これは二重結合にある電子が動きやすいからです。たとえば、テレビのコマーシャルにもでてくるベーターカロテンは、ニンジンの赤色色素であり、下の式のように二重結合が一つおきに長くつながっているので色が現れます。ところが、その結合が半分に切れた化合物のビタミン A は可視光線の吸収が少ないので、吸収されなかった多くの光が混ざり白色になります。色素材料を、より動きやすい電子をもつように分子設計すると、色を黄→橙→紫→青→緑と変えることができます。 3 −サインペンの色がチョークによって分かれるしくみ− 学校で使われているチョークは、硫酸カルシウム (CaSO 4 )や炭酸カルシウム (CaCO 3 )の粉末を水でこね、型に入れて棒状に固めたものです。チョーク (固定相 )のなかを水 (移動相 )があがってゆき、そのとき水性サインペンの色 (色素の混合物 )がチョークの表面に吸着される強さに違いがあるために、サインペンの色を分けることができます。このように混合物のなかの成分をそれぞれの成分に分ける方法をクロマトグラフィーといいます。油性サインペンの色を分けるには、水の代わりに有機溶媒 (クロロホルム )で上げなければなりません。水性サインペンの赤、青、黒、緑は、おもに次の色からできています。赤色：ピンク＋オレンジ＋黄青色：紫＋青黒色：赤紫＋青＋黄緑色：黄＋青赤、青、黄色は色の三原色といわれています。色の三原色を混ぜる (減算混合 )組合せによって、たとえば、絵の具や印刷インキなどの黒 (赤＋青＋黄 )や緑 (黄＋青 )の色を作ることができます。一方、光の三原色は赤、青、緑であり、この三つが混ざる (加算混合 ) と白色となります。 5.参考 −物質と化学結合について− 私達の身のまわりにある次のような物質は、以下のような化学式で表すことができます。塩化ナトリウム (食塩 )-----NaCl 二酸化炭素 -----CO 2 水 -----H 2 O プロパン (ガス )-----CH 3 CH 2 CH 3 エタノール -----CH 3 CH 2 OH ポリエチレン ----- 酢酸 -----CH 3 COOH − (-CH 2 − CH 2 -) n − 4