自由研究498｜簡易クロマトグラフィーで色素を分離する実験「インクや野菜の色素成分を比較してみよう」

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今回のテーマ

「インクや野菜の色素成分を比較してみよう」

身の回りにあるインクや野菜の色が、実は単一の色ではなく、複数の色素が混ざり合ってできているって知っていましたか？今回の自由研究では、そんな「色の正体」を明らかにするクロマトグラフィーという科学の技術を体験してみましょう。

ろ紙と水を使って、インクや葉っぱの色素を分け、それぞれの成分がどうなっているかを観察します。特別な道具は必要なく、家にある身近なものでできる簡単な実験です。

どうしてインクや野菜の色素成分を比較してみるの？

クロマトグラフィーは、混ぜ合わさった物質を分離・分析するための重要な技術です。食品に含まれる添加物の検査や、薬の成分分析、さらには事件現場に残された微量な物質を調べる鑑識など、さまざまな分野で私たちの暮らしを支えています。

この実験を通じて、私たちの身の回りの物質が複雑な成分でできていることを知り、「見えているものが全てではない」という科学的な視点を養うことができます。また、実験を通して観察力や分析力が自然と身につきます。

この研究を通じて、以下のような力を身につけることが目標です

レベル1（基本）　色鉛筆、ペン、野菜など、異なるサンプルで実験を行い、それぞれの色素が分離される様子を観察する。
レベル2（発展）　葉の種類（例えば、緑の葉と赤紫の葉）や、インクの種類（水性ペンと油性ペン）を変えて実験し、分離される色素の種類や、分離のされ方に違いがあるか比較する。
レベル3（探究）　使用する溶媒（水、エタノール、食塩水など）を変えてみて、溶媒の種類によって色素の分離のされ方がどう変わるか実験し、その理由を考察する。

夏休みの自由研究でこのテーマに取り組んだ、ある小学生の事例を紹介します。

テーマ　野菜や植物の色素を調べてみよう！

実験方法　ホウレンソウの葉、ニンジンの皮、紫キャベツの葉をそれぞれすりつぶして色素を取り出し、ろ紙に付けてクロマトグラフィーを行った。
結果　ホウレンソウからは緑色以外に黄色の色素が、ニンジンからはオレンジ色以外に黄色の色素が、紫キャベツからは紫色以外に青やピンクの色素が分離された。
考察　ホウレンソウの緑はクロロフィルという色素だが、実はカロテンやキサントフィルといった黄色の色素も含まれていることがわかった。また、紫キャベツはアントシアニンという色素を含み、酸性やアルカリ性によって色が変化することから、ろ紙を伝わる水の性質によって分離されたのではないかと推測した。

研究を進めるうえで、以下のポイントに注目しよう！