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TOSSランドNo: 5899248 更新:2013年09月18日

化学基礎第4時(ペーパークロマトグラフィーと分液漏斗)


教科書 数研P17-19
ペーパークロマトグラフィーの実験(教室で)
分液漏斗での抽出(演示実験)

指示1:

(19ぺを全員で音読)
やってみると簡単に分かるのでこのペーパークロマトグラフィーの実験します。

4人組グループにする。
ろ紙を4等分して、一人1本ろ紙を用意する。
水性ペンを一本渡して点を打たせる。「インクをしみこませるため」と説明。班に1つだけ別にろ紙をわたして、油性のペンも同様にさせる。
グループに1つのビーカーを渡し、水を入れてくるように指示。
ろ紙をインクの点が水につからない位置にセロテープで固定させる。
班員4人分と油性インクの分、計5本を展開させる。

説明1:

「このように紙を溶媒に浸して、クロマトグラフィーをすることを展開する」といいます。
  
様子を見ながら、「実験でうまくやるには水面が一直線になるようにろ紙を水につけると上手に分離しますよ」などと実験テクニックについても言っておいた。

指示2:

この後、ちょっと待つので、黒板を写してください。

クロマトグラフィー
 吸着材 ⇒ 紙  だから ペーパークロマトグラフィー 
 展開溶媒     水      エタノール
 水性インク
 油性インク    
          

説明2:

(どうですか? 分離始めましたか? もう分離が始まっている班?)
このようにインクが溶媒に溶けやすければ水の浸透と一緒について行って、ろ紙の上のほうに運ばれ、溶けにくければ下のほうに残るという方法がクロマトグラフィーです。

説明3:

水面がろ紙の先端まで行ったら、終わりです。
そのままほっておくと水はどんどん下から浸透してきますから、せっかく分離した色素が上でまた集合してしまいますから。
(今思えば、これは発問にしてもよかった)

発問1:

油性インクは分離していますか?している班? していない班?

そう、油性インクはこの方法では分離できませんね。

説明4:

でも展開溶媒をエタノール(お酒の主成分)に変えて展開してみましょう。
(演示実験 数分で結果が出る)

指示3:

分離できましたね。(結果を見せながら)
結果をノートに書きます。
(板書)

         展開溶媒    水     エタノール  
 水性インク           〇       -
 油性インク           ×        〇
 

説明5:

このように吸着材や展開溶媒を変えることでほとんどの成分を分離することが可能なのがクロマトグラフィーなのです。
製品を作るのに最も活躍している方法です。

発問2:

もう一つ、高校で初めて使う分離方法に抽出という方法があります。
抽出とはどのようは分離方法でしたか?

「特定の物質が含まれる混合物に、その物質が溶けやすい溶媒を加えて溶かし、分離する操作」
(教科書19ページ まとめ)

発問3:

抽出したことある人?
居ないよね。でもね、ほとんどの人はやったことあるはずなんです。
じゃ、質問を変えますね。
「コーヒー、緑茶、ウーロン茶、紅茶など豆や茶葉からお湯を注いで作ったことある人?」

説明6:

みんな、あるでしょ。
今、言ったの全部抽出なんです。
葉っぱや豆に含まれる、水に溶けやすい成分だけを水に溶かしこんで、それを分離して飲んでいるんです。

指示4:

そして、実験用に抽出で成分を分離しやすいように作った器具がこれです。
分液漏斗といいます。
みんなで言ってみましょう。

(演示実験)
ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を分液漏斗にいれ、
分離してみせる。

説明7:

ここにヨウ素ヨウ化カリウム溶液があります。でんぷん入れると黒紫色になる物質。
ここにはヨウ素とヨウ化カリウムが混ざっているのですが、ヨウ素だけどり出します。
こういう時、今までのように水を入れるだけではダメです。
ヨウ素は水に溶けないので、逆に油成分を入れるとそこによく溶けます。
だから、油の一種、ヘキサンを使います。
ヘキサンは無色透明な液体です。(見せる)

ヘキサンを入れて、数回振る。
ガス抜きなどをしながら、使い方、持ち方を見せる。

発問4:

ヘキサンは何色に変化しましたか?
(赤紫)

説明8:

そう、ヨウ素が溶けだして赤紫に色が付きました。
もう一方の成分、ヨウ化カリウムは水にはよく溶けますが、油には溶けないのです。
これでヘキサンだけを溶液から分ければ、ヨウ素だけ取り出すことが
可能なわけです。

実際には、このようにコックを開けて、下の油分だけ、ビーカーに取ります。
ヘキサンを蒸発させれば、ヨウ素だけ取り出せます。

もし、水の方にほしい物質が溶けていれば、油分はすてて、
水の方だけ取り出して、やはり乾燥させればいいのです。

説明9:

このように、溶媒を工夫することでほとんどの混合物から目的の物質を取り出すのに用いられるのが
抽出です。

指示5:

教科書P19
問2をやって、答え合わせをして終了


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