はじめに
活性炭やシリカゲルは冷蔵庫の脱臭剤、お菓子等の乾燥剤として
広く利用されています。これらの固体は表面積が大きく、コロイド粒子の
代表的なものです。その大きな表面積（１グラムあたり500~1000m2/g）の
ために、これらは気体中からにおいの元になる分子や、湿気の原因となる水分
を表面に集めて取り除く性質を持っています。溶液中でも色素や有害物質を取り除く
同様な作用があります。この固体表面へ分子が付着する現象を”吸着”と呼びます。
土壌も９０％は無機物であり、水酸化鉄、水和酸化物、粘土等の表面積の広い固体を
多く含むため、活性炭やシリカゲルと同様に色素や有害物質を良く吸着します。
この性質を利用して河川の浄化を行い、水道水を作っています。雨水が地下水となって
飲めるようになるのも、この土壌のろ過・吸着作用によるものです。
下図は、昔の時代と現代の浄水器の仕組みを比較して示したものです。
本日は、色素（メチレンブルー）で青色に着色した溶液の色を土で消してみましょう。
また、比較として活性炭やシリカゲルによる脱色実験や、木綿とポリエステル
繊維への染色（溶液の脱色）についても体験してみましょう。
実験
色素溶液を作る
用意してある0.01wt%色素（メチレンブルー）の溶液を100mlのメスフラスコ中で
４倍に希釈する。希釈した溶液を試験管４本にそれぞれ10mlずつ入れる。
色素の吸着
(1) 上記のようにして作った溶液に、キャンパス内で取ってきた土、活性炭なら
びにシリカゲルをそれぞれ2gずつ加える。１本は比較のために何も入れないでおく。
(2) 約５分間おきによくふりまぜてかき混ぜる。１時間おいてから上澄み溶液を
遠心分離し、色の濃さを最初の溶液の色と比較して色が薄くなったことを確認する。
どれが最もよく色が消えたかな？
(3) 吸着後のシリカゲルの色の変化をみる。（メチレンブルーが吸着して青色に着色
していることを確認する）。
きれいに青色に染まっているかな?
色素による染色（溶液の脱色）
土、活性炭、シリカゲルだけでなく、繊維も色素を吸着する性質があります。
(1) 上記のメチレンブルー溶液に木綿とポリエステルの布（５ｘ５cm四方）を
入れて布の染色を行い、布の染まる違ちがいを観察します。
どちらの布がきれいに青色に染まったかな?
解説
分子が付着する現象を持つ固体（活性炭やシリカゲル）を吸着剤と呼びます。
これらは、我々の身のまわりで様々なところで使われています。吸着は固体表面で
起こるので、表面積が広いものほど吸着量が多くなります。活性炭やシリカゲルの
表面積は、１グラムあたり500~1000ｍ2と非常に広いです。表面積が広い
のは、これらの吸着剤が原子の数倍から20倍位という非常に小さな孔（直径が1〜20nm*）を
持つためです。この孔への吸着が全吸着量の大部分を占めます。このため、孔の大きさと
吸着する分子の大きさの関係が、吸着性に大きく影響します。すなわち、小さい孔への
吸着は大変遅おそくなるし、孔直径より大きな分子は当然吸着されません。
活性炭は有機物の吸着に優れており、砂糖の精製や冷蔵庫の脱臭などに用いられています。
シリカゲルは、水分子の吸着に優れており、乾燥剤として用いられています。
土壌も粘土、砂等の表面積の広い固体を多く含むため、活性炭やシリカゲルと同様
にメチレンブルーを良く吸着します。この性質を利用して河川の浄化を行い、水道水
を作っています。
メチレンブルーは青色染料で木綿に強く吸着される性質があります。
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＊ nmは1ｘ10-9ｍ、すなわち10億分の1メートルのことである。
参考文献
１．新訂理科 １分野上、啓林館。
２．化学を楽しくする５分間、化学同人、日本化学会編。