ヨウ素 I2 が少量とけたうすい黄色の水を試験管に取り、これに水と混じり合わない…
ヨウ素 I2 が少量とけたうすい黄色の水を試験管に取り、これに水と混じり合わない有機溶媒を加えてよく振り混ぜ、静かに置きました。すると液は上下2つの層に分かれ、上の有機溶媒の層が濃い紫色になりました。この操作について述べたものとして最も適切なものはどれか。
- ⑴ 温度による溶ける量の差を使う再結晶で、I2 が有機溶媒の層で細かい結晶になったために色が濃く見えている。再結晶は液を冷やして結晶を出す操作です。ここでは振り混ぜただけで、色が濃いのは溶けている I2 が移ったためです。
- ⑵ 溶けやすさの違いを使う抽出で、極性の小さい I2 が水よりも極性の小さい有機溶媒に溶けやすいため上の層へ移った。目的の物質をよく溶かす溶媒に移して分ける操作が抽出です。極性の小さい I2 は極性の小さい溶媒に溶けやすくなります。
- ⑶ 沸点の違いを使う蒸留で、沸点の低い I2 が蒸気になって有機溶媒の層に集まったために色が濃くなっている。蒸留は加熱して蒸気を冷やす操作で、ここでは加熱していません。I2 は溶けたまま溶媒の層へ移っています。
- ⑷ 粒の大きさの違いを使うろ過で、粒の大きい I2 が有機溶媒の層のほうへ押し上げられて濃い紫色になったものである。ろ過はろ紙で固体と液体を分ける操作です。溶けている I2 はろ紙を通り抜けるので、この操作とは別のものです。
- ⑸ 吸着されやすさの違いを使うクロマトグラフィーで、I2 が有機溶媒に吸着されて上の層に集まったものである。クロマトグラフィーはろ紙や吸着剤の上を成分が移動する速さの違いを使う操作で、2つの液の層に分ける操作ではありません。
解説
正解は⑵です。目的の物質がよく溶ける溶媒を加えて、その溶媒の層に物質を移して取り出す操作を抽出といいます。ヨウ素 I2 は極性の小さい分子なので、極性の大きい水よりも極性の小さい有機溶媒に溶けやすく、振り混ぜると有機溶媒の層へ移ります。そのため上の層が I2 の濃い紫色になります。加熱していないので蒸留ではなく、冷やして結晶を出したのでもないので再結晶でもありません。
AIが生成したオリジナル問題です。実際の試験問題ではありません。