<らくらく化学実験_リビングケミストリー>


  
        アンチバブルをつくる

「実験概要」
界面活性剤の働きで、水中に薄い空気膜を取り込んだ球体ができる。

「学習項目」

@ 油セッケン A界面活性剤 B親水基・疎水基 C脂質と加水分解

「学習項目」
@油脂と加水分解 Aセッケン B界面活性剤 C親水基・疎水基


「画 像」
左:水中で静止しているアンチバブル:空気の膜を取り込んだ水の球体。
右:食紅で着色:何回か作っては壊れを繰り返していくとだんだん溶液が濁ってくる。




動 画」
食紅で着色したバブル



「準備物」
500mL〕ビーカー 台所用液体洗剤 ストロー

「操作手順」
 
 WEB非公開

「注意事項」

1.  ストローの太さにより、泡のでき方にかなり違いがでる。うまく、できない場合は、滴下する高さやストローの角度を調整してみる。

2.  ストロー側の洗剤溶液に食紅で着色しておくと視覚的な効果が得られるが、使用量は、界面活性に影響が出ない程度にとどめる。

「解 説」

1.  水中にシャボン玉ができる

空中に浮かんでいるシャボン玉は、石けん水の薄い膜で出来ている。外部と内部に向かって、空気と接触している面にはセッケン分子の疎水性の部分が並び、石けん水側には親水性の部分が内部に向かって並ぶ構造をしている。実験で生成させた水中シャボンは、これとは逆の構造をしているので、アンチバブルと呼ばれている。水中では薄い空気の膜を取り込んだ球体であり、界面のセッケン分子も空中のシャボンとは逆向きに並ぶのである。アンチバブルとの表現ではあるが、空気の層でくるんだ水の球体と解すればわかりやすい。

2.  アンチバブルのでき方

ストローから洗剤を滴下すると、滴下液とビーカー側の水面との間に波が起こり、逃げ切れなかった空気がそのまま滴下液に引きずられて水中深く入り込む。滴下液が空気層の内部でまとまり、安定した球体を形成するものと考えられる。生成したアンチバブルは、空気層のために上方に浮かび上がってくるが、滴下側の密度を少し大きくすれば、水中で停留する様子も観察することができる。

この実験は、セッケン分子の一般的な構造と性質の理解を深めるものである。バブル生成に影響する要因は多すぎて、規則性を見いだすのは困難である。洗剤の種類と濃度については一定の規則性を見ることはできそうであるが、溶液の温度、ストローの太さ、落下距離、方向など物理的な要素が複雑にからみあって形成されるものと考えられる。界面活性剤の表面張力に与える影響を理解するのは難しいので、この大きさの泡をつくる場合には、どのような条件ならうまくできるのかということは、経験的に探っていくのが良いように思われる。

「参考・引用」
埼玉県立浦和東高等学校総合科学研究部『アンチバブルとアンチドームの挙動』


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編集:山田暢司