準備するもの
【使用器具・薬品】 （野菜１種類で行うときの目安です。種類を増やすときは調節してください。）
・野菜の緑色の葉（青じそ、ほうれん草などがオススメです。） 適当な枚数
・エタノール（70％くらいの消毒用で十分）
・すり鉢とすりこぎ（ミキサーでも可）
・ろ紙（コーヒーフィルターで可）
・ロート及びロート台 １台
・ビーカー（コップで可）
・ガラス容器（ジャムなどの空き瓶で構いません。） １個
・白い紙 １枚
・LEDライト １本
【材料の入手】
・エタノール・・・薬局もしくはインターネット通販で購入 約1,200円
・ＬＥＤライト・・・・・ホームセンターあるいは100円ショップで購入 100～1,000円
・野菜の緑色の葉（青じそ、ほうれん草などがオススメです。） 適当な枚数
・エタノール（70％くらいの消毒用で十分）
・すり鉢とすりこぎ（ミキサーでも可）
・ろ紙（コーヒーフィルターで可）
・ロート及びロート台 １台
・ビーカー（コップで可）
・ガラス容器（ジャムなどの空き瓶で構いません。） １個
・白い紙 １枚
・LEDライト １本
【材料の入手】
・エタノール・・・薬局もしくはインターネット通販で購入 約1,200円
・ＬＥＤライト・・・・・ホームセンターあるいは100円ショップで購入 100～1,000円
実験の手順
- 野菜の葉っぱを細かくちぎり、すり鉢（もしくはミキサー）でよくすりつぶす。
- すりつぶした葉っぱがひたひたになるくらいにエタノールを加えてさらにすりつぶし、野菜の緑色の成分をエタノールで抽出する。
- エタノールが十分緑色になったら、ろ紙でろ過し、ビーカーにろ液を回収する。 （ろ液が十分緑色になっていない場合は、実験方法の１の操作を再度行い、次の２で用いるエタノールの代わりにこのろ液を加え、エタノールに緑色の成分を十分に抽出する。）
- 緑色の溶液が回収できたら、ガラス容器に移す。
- ４の容器を白い紙の端に置き、暗くしてから下ののようにして緑色の溶液に横からLEDライトを当てる。
→光が当たっている部分の溶液の色や、液の表面の色、白い紙に移った影の色を観察しよう。
アドバイス
- エタノールは引火性の液体です。家庭で行うときには、火の気のないところで実験をしましょう。 また、実験終了後は速やかに流しで大量の水とともに捨ててください。 その他の注意事項は、ラベルに記載されている「使用上の注意」をよく読んでから使用してください。
- 野菜によってエタノールに抽出される緑色の成分の量や抽出液の色が異なります。 いろいろな野菜を使って、色の見え方などを研究してみましょう！
解説
- 野菜の緑色の成分の正体は？緑色に見えるのはなぜ？ 野菜の緑色の正体はクロロフィル（葉緑素）です。光合成は植物の葉緑体で行われますが、その中に入っているのが、光合成色素であるクロロフィルであり、今回エタノールに抽出されたのはこれです。 また、これが緑に見えるのは、目に見える光 （可視光といいます）のうち、緑以外の色（例えば紫から青、オレンジ～赤）の波長の色を吸収して、吸収しなかった残りの色である緑の波長の光が反射され、目に飛び込んできているからなのです。 つまり、クロロフィルが光合成をするために必要な波長（エネルギー）は、緑色以外の青や赤の波長の光であるということです。
- 緑色の液体に光を当てるとワイン色に見えるのはなぜ？ 光を吸収したクロロフィルはエネルギーの高い状態になります。エネルギー的に高い状態になったクロロフィルはとても不安定で、隣のクロロフィルにそのエネルギーを渡して、もとの安定な状態に戻ろうとします。 葉っぱの中では、こうして吸収された光のエネルギーは、最終的には葉緑体の中で、光化学反応中心と呼ばれるクロロフィルに渡され、そこで作り出された電子の流れが光合成のエネルギーとなります。 ところが、今回行った実験では、葉っぱの細胞から抽出されたクロロフィルを使いましたので、最終的にエネルギーを渡す相手がいません。そのため、クロロフィルは吸収したエネルギーを蛍光として放出し、安定な状態に戻ろうとします。 放出される蛍光は、クロロフィルが吸収した波長よりも長い（エネルギーが低い）赤い波長の光となるために赤い蛍光が見え、あたかもワインのように見えたのです。 さらに、クロロフィルは上述のように緑色の光を吸収しないので、クロロフィルがたくさん存在している溶液の中を白色光が透過すると、吸収しなかった緑色だけが白い紙に移るために緑色の影が出来たのです。
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