【実験2】取り出した色水が酸・アルカリによって色変化を示すかどうか,また,示すときはどのように色変化するかを調べる。
この実験結果をもとにして,得られた色素がグループ分けできるかどうかを考察する。

  ●準備
pH2,4,7,12,14の水溶液(各100cm3),試験管(5),試験管立て,駒込ピペット
酸としては酢酸を,アルカリとしては水酸化ナトリウム水溶液を使用し,蒸留水でうすめてpHを調整した。なお,pH14の水溶液として5%水酸化ナトリウム水溶液を用いた。

  ●

方法
1) pH2,4,7,12,14の水溶液各1cm3を別々に5本の試験管に入れる。
2) それぞれの試験管に色水を3cm3入れて,色の変化を調べる。

実験の様子

  ●結果(写真の一番左側の試験管から右へpH2,4,7,12,14の順)

 これらの野菜などから得られた色素は,酸・アルカリに対する反応から3つのグループに分けられる。ただし,3つのグループの色素が1つの野菜に複数含まれる場合があり,色水の色もそれぞれ異なるので色変化は複雑で,単純に区分できるものではないが,大まかには次の3つのグループに分けることができる。

カラフルな色変化を示すグループ
〔アントシアン系色素〕
強アルカリで色が濃くなるグループ
〔フラボン系色素〕
酸・アルカリで色変化の見られないグループ
〔カロチノイド系色素〕
紫キャベツ,赤タマネギ、 ナスビ、ペチュニア(紫)、 ムラサキイモ、アサガオ, イチゴ、クロマメ、チンゲ ンサイなど ユリ(白)、ダイコンの皮(白),ニンジン、ミニトマト、キク,ミカンの皮,タマネギなど パプリカ(赤・黄)など

強アルカリで若干の変化が認められる。


【実験3】自分の調べたい液体に好きな指示薬を加え,その液の性質を調べる。

  ●準備
指示薬として使える色水(各100cm3),試験管,試験管立て,駒込ピペット,持参した液体(透明なもの)

  ●

方法
1) 持参した液体1cm3を試験管に入れ,それに色水3cm3を加えて色の変化を調べる。
2) 実験2の結果と照合して液の性質を決める。

4.指導の成果と課題
  ○生徒たちは,持参した野菜などを使って目を輝かせて実験に取り組んだ。しかし実験3で,色水がBTBなどと同じ指示薬になっていることを理解できずに,持参した液体を5本の試験管に分け取り,それにpHの異なる5種類の水溶液を加えている班もあった。
  ○実験2を進める段階で,色水の意義をしっかりと生徒たちに理解させておくことが大切である。ただ,実験3については,方法をこちらから提示せずに,自分たちで実験の意味を考えさせながら実施させたい。
  ○前掲の写真で示した色変化は,色水を加えた直後のものである。しばらく時間をおくと色変化はこれより明確になる。また,よりよい色変化を見るために,色水の濃度を調整して使うとよい。いろいろと工夫してみるとおもしろい。

[参考資料] 植物の体に含まれている色素

 野菜や花などの色のもとになっているのは,それらに含まれる色素である。色素は,アントシアン系,フラボン系,カロチノイド系の3種類がある。
 アントシアン系は,オレンジ色,ピンク色,赤色,紫色,青色などの色を示す色素で,酸・アルカリによって赤色→紫色→青色→緑色→黄色とカラフルな色変化を示す。フラボン系は,主に黄色を示す色素で,酸では変化しないが強アルカリによって黄色などの色が濃くなる。カロチノイド系は,赤色,オレンジ色,黄色を示す色素で,酸・アルカリによって色は変化しない。
 実際は,それらの色素が単独ではなく,複数の種類が含まれることもあるので,酸・アルカリと反応して複雑な色変化をする場合がある。一般に赤色→紫色→青色→緑色→黄色とカラフルな色変化を見たいならば,色が青色か紫色で,色水の色も青色か紫色のものを用いると成功する確率は高い。

〈参考文献〉
芥川允元,吉田和親,中曽哲也,小松摂子:化学を主題とする自由研究(I),熊本大学教育学部紀要「自然科学」第44号(1995年),p.23〜31
苑田俊明:これ一冊で化学の授業ができる(1994年),p.132



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