紀要論文 アルギン酸カプセル(人工イクラ)を用いた鉄の簡易比色分析

菊地, 洋一  ,  三上, 広貴  ,  小山, あゆみ  ,  KIKUCHI, Yoichi  ,  MIKAMI, Hiroki  ,  OYAMA, Ayumi

(15)  , pp.111 - 116 , 2016-03 , 岩手大学教育学部附属教育実践総合センター
ISSN:13472216
内容記述
水溶性の多糖類塩であるアルギン酸ナトリウムをカルシウムイオン溶液に加えると,アルギン酸イオンのイオン架橋反応が起こる.この反応を利用して,アルギン酸がゲル化したアルギン酸カプセルが生成される1), 2).アルギン酸塩は海藻のぬめり成分で無害な物質であることや,アルギン酸カプセルがイクラに似ていることから,アルギン酸カプセルは人工イクラとして市場に出回っているものである.この人工イクラの生成実験は,瞬時にゼリー状の球形カプセルができる様子が楽しいため,教育分野(各種イベント等の子ども科学実験など)でもよく取り上げられている.この際,人工イクラの内部に色々な色素を封入すれば,色とりどりの人工イクラを作ることもできる.人工イクラの生成実験は子ども達に人気の科学実験の一つである.人工イクラは,その内部に種々の試薬を取り込むことができるため,アイデア次第で人工イクラを活用した応用実験を考えることができる.すなわち,人工イクラの内部に特定の機能を有する試薬を封入すれば,種々の機能性人工イクラを生成することができる.例えば,山下らはサーモインク(温度により変色するインク)を封入した人工イクラを生成し,小学校理科の「水のあたたまり方」場面における実験教材に応用している3), 4).水質分析は環境教育の一環として教育現場でもよく取り上げられている.測定項目が明確な化学的分析法では,パックテストなどの簡易的な比色法が多く用いられている.ここで人工イクラの内部に目的分析成分の発色試薬を封入した機能性イクラを生成し,これを用いて水質分析を行うことができれば,学習者が楽しみながら水質分析に親しむことができると考えられる.そこで本研究では,分析対象として一般になじみ深い金属である鉄を選び,鉄イオン分析用の発色試薬を内部に封入した人工イクラを生成し,その人工イクラを用いて鉄イオンの分析を行うための方法を検討した.測定は,着色した人工イクラの色の濃さから鉄濃度を見積もる.色の濃さの見積もりは,目視法と,さらに精密な分析を行うためにデジタルカメラ(以下 デジカメと略記)を用いた測定法を検討した.これらの検討結果から,楽しみながら水質分析を体験する教材として,比色分析機能を有する人工イクラを用いた鉄の簡易水質分析法の開発を行った.
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