【化学】字が消えちゃう! ヨウ素とビタミンCを使った科学マジック

マジック

この魔法の液で字を書きます。


ところが、もう1つ魔法の液で上から字をなぞると、

イソジンのマジック
消えてしまいます!

この科学マジックは、

  • お家にあるもの

あるいは、

  • ドラックストアで購入できるもの

でできる手軽かつ鮮やかなマジックです。

種明かし

最初の字を書いた時に使った液は、

  • イソジン薄めた水溶液

です。
次の字を消すときにつかった液は、

  • レモン汁を薄めた水溶液

です。
このマジックはイソジンに含まれるヨウ素の「酸化還元反応」を利用したものです。

やり方

水溶液の作り方

イソジン水溶液

市販のイソジンを薄めて作ります。濃度は、水100ccに対し、イソジン10滴位。紙に字を書いて色が残る位の濃さがあればOKです。

ビタミンC水溶液

ビタミンCを含むものであれば何でも使用できます。

市販のビタミンCを含む飲料、調味料とは、例えば、

  • C.C.Lemon
  • レモネード

このほか、ビタミンCを含む野菜や果物の汁、

  • レモン
  • キウイ

などビタミンCを含む果実の果汁を使うこともできます。

やり方

水溶液が完成したら

  1. 絵筆の先にイソジン水溶液をつけて絵や字をかき、
  2. ビタミンC水溶液で消す

だけです。

原理

ヨウ素とビタミンC (アスコルビン酸)を混ぜると酸化還元反応が起き、

  • ヨウ素はヨウ素イオンに(I2  → 2I)になります。

ヨウ素は茶色ですが、ヨウ素イオンは無色なので、字や絵が消えるのです。

一方、

  • アスコルビン酸はデヒドロアスコルビン酸になります(C6H8O6 ⇒ C6H6O6)。

※アスコルビン酸、デヒドロアスコルビン酸はともに無色

アスコルビン酸

さて、ここで間違い探しです。

アスコルビン酸とデヒドロアスコルビン酸。

どこが変わったか、わかりますか?

正解は、こちら。

アスコルビン酸2

この図で〇は水素を表しています。

「デヒドロ」は水素が取れたという意味。「デヒドロアスコルビン酸」は「アスコルビン酸から水素イオンが2つとれたものです。

全体を見てみましょう。この2つの反応は単独で起こっているのではありません。両者の 間で、

  • アスコルビン酸から出た電子をヨウ素が受け取る、

という電子の受け渡しが起こっています。

ヨウ素 アスコルビン酸 酸化還元反応
  • 電子を放出する反応が酸化反応。
  • 電子を受け取る反応が還元反応。

つまり、アスコルビン酸が酸化され、ヨウ素が還元される、酸化還元反応が起きています。

ここちょっとわかりにくいのですが、この反応の場合、

  • アスコルビン酸はヨウ素の立場からみると、ヨウ素を還元するものなので還元剤
  • ヨウ素はアスコルビン酸の立場からみると、アスコルビン酸を酸化するものなので酸化剤

となります。

色の変化を利用する

普通、私たちは分子構造を目で見ることができません。だから、酸化還元反応が起きているかどうかは知ることができません。

ところが、ヨウ素のように反応の前後で色が変わる物質を用いることで、視覚的に目でみて、酸化還元反応が起きていることを確認することができます。見える化できる。

これは日常生活で役に立てることができるでしょうか。

濃度を知る

アスコルビン酸とヨウ素の酸化還元反応では、1つのアスコルビン酸と1つのヨウ素が反応します。

だから、もしヨウ素の濃度がわかっていたら、そのヨウ素水溶液を少しずつビタミンC水溶液に足していくことでそのビタミンC水溶液に入っているビタミンCの量を求めることができます。

色の変化を使う、の他の例

紫キャベツなどに含まれるアントシアニンを使ったお家実験、聞いたこと、やったことがあるでしょうか。

こちらはアントシアニンが、pHによって色が変わることを、利用した実験です。

これも、このヨウ素とビタミンCの実験と似ているところがあります。私たちは、pH、つまり水素イオンの濃度を目で確認することができません。でも、pHの変化で色が変わるアントシアニンをつかうことで、pHを目で確認することができます。

このように、

  • 色が変わる

は、日常生活で

  • 濃度を知る

に展開することができます。

もし色の変わる物質に出会ったら、

  • 見える化

に使えるかもと考えてみてください。

そして見える化したいときに

  • 色が変わる物質

のこと思い出してみてください。

色が変わる物質の利用方法