黒色の水性ペンで印をつけたろ紙の下のはしを水にひたして立てておくと、水がしみ上が…
黒色の水性ペンで印をつけたろ紙の下のはしを水にひたして立てておくと、水がしみ上がるにつれて印が数本の色の帯に分かれ、いちばん上まで進んだ色と、あまり動かなかった色がありました。この結果からわかることとして最も適切なものはどれか。
- ⑴ 上まで進んだ色素ほど粒が大きく、ろ紙のすきまを通りぬけられる大きな粒だけが、先に上のほうへ運ばれていったのである。ろ紙のすきまで粒の大きさをふるい分けるのはろ過の考え方です。ここで差を生んでいるのは溶けやすさと吸着されやすさです。
- ⑵ 黒色のインクは何種類かの色素が混ざったもので、色素によって水への溶けやすさやろ紙への吸着されやすさがちがうため、上へ進む速さに差ができた。色素ごとに水への溶けやすさとろ紙への吸着されやすさがちがうと移動の速さに差ができ、混ざっていた色素が帯に分かれます。
- ⑶ 色素は水に溶けないまま水にはこばれており、帯の位置のちがいは色素1粒の重さのちがいだけによって決まっている。色素が水に溶けなければ水とともに動けません。帯の位置は溶けやすさと吸着されやすさの兼ね合いで決まります。
- ⑷ 黒色のインクは1種類の色素からできており、その色素が水にひたされていた時間の長さのちがいによって、別々の色へと変わっていった。1種類の色素が水にひたした時間の長さで別の色に変わることはなく、はじめから何種類かの色素が混ざっていたと考えられます。
- ⑸ 色素は沸点のちがいによって分けられており、沸点の低い色素ほど先に気体になって、水の中を通りぬけながらろ紙の上のほうまで運ばれていったのである。沸点のちがいを使うのは蒸留です。この実験では加熱しておらず、色素が気体になっているわけでもありません。
解説
正解は⑵です。ろ紙をしみ上がる水が上へ動くとき、インクにふくまれる色素も一緒に運ばれます。このとき、水に溶けやすい色素ほど速く運ばれ、ろ紙に吸着されやすい色素ほど動きがおそくなります。この速さの差によって、混ざっていた色素が別々の帯に分かれて見えます。黒色の印が数本の帯に分かれたことから、もともと何種類かの色素が混ざっていたとわかります。加熱していないので、沸点のちがいで分かれたわけではありません。
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。