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【京都市青少年科学センター】

サインペンの色調べ

 水性サインペンで書いた絵や文字が水にぬれ,ちがう色がにじんできたことはありませんか? これは,サインペンのインクが水に溶け出し,混じっていた色素が分かれてきたのです。
 このような現象をクロマトグラフィーといい,発展させた方法がオリンピック選手のドーピング検査など,さまざまな微量物質の検出に役立っています。今回の実験では,紙を使ったペーパークロマトグラフィーという方法を紹介します。

用意するもの

  • ろ紙のような水を吸収しやすい紙
    コーヒーフィルター,両面ざらざらの天ぷら敷き紙,キッチンペーパーなど
  • 透明な容器
    コップ,空き瓶,ペットボトルなど
  • わりば
  • ブラックライト
    ホームセンターなどで手に入ります。


図1 ブラックライト(例)

実験方法

  1. 紙を幅2cmぐらいに細長く切り,端から1cmくらいのところにサインペンで濃い点を書きます(図2)。
  2. 水を少し入れた容器に,わりばしなどを使って紙をぶら下げ,下の端だけ水にふれるようにします。
    紙がぬれて水が上昇するとともに,いくつかの色素が分かれてきます(図3)。

  3. 図2 点を書く

    図3 いくつかの色素に分かれる


  4. 暗いところでブラックライトを当てると,蛍光物質を含む色素が見つかります(図4,図5)。
    図は,赤の水性サインペンを調べたものです。このように,蛍光ペンでなくても蛍光物質が含まれることがあります。

  5. 図4 ブラックライトをあてる前

    図5 ブラックライトで蛍光を発する色素



なぜ色素が分かれるのでしょうか?

 紙を水につけると,インクに含まれるいくつかの色素が水に溶け,水といっしょに紙をのぼり始めます。そのとき,紙となじみやすい色素はゆっくり,そうでないものは早くのぼります。こうして,インクの成分の色素が分かれていくのです。
 水性サインペンでも,顔料インクを用いたものはこの方法で分けることができません。色素が大きな粒子でできていて,紙の繊維の間をのぼりにくいためです。

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