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カルシウムが海藻エキスをゲルに変えるしくみ

褐藻にはアルギン酸が含まれていて、その長い鎖状の分子は水の中で互いにすべり合うので、液体はさらさらのままです。カルシウムイオンを加えると、2本の鎖の間に留め具のようにはまり込んで網目を作り、水を閉じ込めてしっかりしたゲルになります。

図の内容

  1. さらさらの液体:カルシウムがないと、海藻エキスの溶液はそのまま流れ出ます。
  2. アルギン酸の長い鎖状分子:1本だけだと、ほかの鎖の横をすべっていきます。
  3. 2本の鎖の間にはまったカルシウムイオン:卵パックの卵のように、鎖をはさんで留めます。
  4. ゲル:留められた鎖が網目を作って水を閉じ込めるので、流れ出ません。

例

  • タピオカドリンクに入るポッピングボバ:アルギン酸入りのジュースをカルシウム液に落とすと、丸く固まります。
  • 歯医者さんが歯型をとるときに使うやわらかいペーストも、アルギン酸の力で固まります。

クイズ:カルシウムが海藻エキスをゲルに変えるしくみ(中学3年生)

  1. カルシウムを加える前、海藻エキスの溶液がこんなに簡単に注げるのはなぜですか?

    • アルギン酸がまだ水に溶けていないから
    • 長い鎖状の分子どうしがすべり合うことができるから
    • 鎖はすでにつながっているが、つながりが弱すぎて水を保てないから
  2. アルギン酸の溶液にカルシウムイオンを加えると、カルシウムイオンは何をしますか?

    • 鎖の端どうしをつなげて、1本1本をずっと長くする
    • 鎖を小さくきつく丸まった玉にする
    • 鎖を2本ずつ留め合わせて、網目をつくる
  3. アルギン酸のゲルが、液体のエキスのように流れずに形を保てるのはなぜですか?

    • 留め合わされた鎖の網目が、水を中に閉じこめるから
    • カルシウムが水と反応して、水を固体に変えるから
    • 水がしぼり出されて、鎖だけでできた固体が残るから

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化学, 中学3年生