メチレンブルーを利用した化学実験

質問

試験管に水、水酸化ナトリウム、メチレンブルー、ブドウ糖をいれ、放置すると無色になり、振ると青色になるという実験をやりました。
この実験に関することでいくつか質問です。
(1)メチレンブルー水溶液の色は青色ですよね？
(2)「メチレンブルーは酸化すると青色になり、還元されて無色に戻る」と聞きましたが、ブドウ糖を入れる前の液体が青色ということは最初から酸化された状態ということでしょうか？
(3)メチレンブルーをブドウ糖で還元すると無色のロイコメチレンブルーとなると聞きましたがロイコメチレンブルーとはなんでしょうか？
(4)ブドウ糖が還元作用を持つのはアルデヒド基を持つからですよね？「糖はアルカリ性下で還元作用を持つので水酸化ナトリウムを加える」と聞きましたがなぜアルカリ性である必要があるのでしょうか？また、なぜ水酸化ナトリウムを加える必要があるのでしょうか？
(5)この実験を繰り返すとだんだん色が悪くなっていきました。ちゃんと空気の入れ替えはしたつもりでしたがなぜ無限に繰り返すことができないのでしょうか？
以上です。
全てではなくても、答えられるものだけでも結構ですので回答よろしくお願いします。

回答No.2

koz7291 · ベストアンサー

答えられるところだけお答えします。

＞(1)メチレンブルー水溶液の色は青色ですよね？

　いろいろなサイトを見たところ、そのようですね。私自身はメチレンブルー
を取り扱ったことがありませんので…。

＞(2)「メチレンブルーは酸化すると青色になり、還元されて無色に戻る」と
　聞きましたが、ブドウ糖を入れる前の液体が青色ということは最初から酸化
　された状態ということでしょうか？

　そうです。上の言い方は正確ではありませんね。正確に言えば、
「メチレンブルー(の水溶液)は青色であり、還元されると無色(のロイコメチ
　レンブルー)になり、それが酸化されると青色に戻る」
ということです。
「ロイコメチレンブルーは酸化すると青色になり、還元されて無色に戻る」
ならば正確です。

　なお、メチレンブルーを水に溶かす前の固体(メチレンブルーそのもの)は、
以下に示すサイトに載っていますが、暗緑色や銅赤色のようです。メチレンブ
ルーのような染料の固体は、結晶形態によっていろいろな色に見えます。普通
は水などの溶媒に溶かして何かを染めるのに使うので、溶液や染めたあとの状
態の色で呼ばれます。

＞(3)メチレンブルーをブドウ糖で還元すると無色のロイコメチレンブルーと
　なると聞きましたがロイコメチレンブルーとはなんでしょうか？

　「ロイコメチレンブルーとは何か」と言われると、構造式を示した方が分か
りやすいと思います。以下のサイトをご覧下さい。

http://www.aichi-inst.jp/html/reports/repo2003/pdf/r5-4.pdf
(Acrobat Readerが必要です)

の2ページの図1の「還元型」がロイコメチレンブルー、「酸化型」がメチレン
ブルーです。

http://genchem.rutgers.edu/moneykin.html

にも分子構造が載っています(英語ですが)。
　メチレンブルーについての説明は、過去のＱ＆Ａや、ウィキペディアにも載
っています。

http://oshiete1.goo.ne.jp/qa2125689.html
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%83%81%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%83%96%E3%83%AB%E3%83%BC

　ちなみに、「ロイコ」とは、「白色の」という意味です。「ロイコメチレン
ブルー」は、「白色のメチレンブルー」という意味です。ロイコメチレンブル
ー単品は、白色の粉末だと思います。コンビニのレシートなどに使う感熱紙に
も、メチレンブルーに似た「ロイコ染料」という色がついたり消えたりする物
質が使われていて、それを見たことがありますが、色のついていないときは白
色の粉末でした。

　ご質問と似たような実験が、次のサイトでも紹介されていましたが、残念な
がらこれ以上の答えは得られませんでした。
（「なぜアルカリ性である必要があるのか」など）

http://dns.takasaki.ed.jp/bukatu/kagaku/kagaku3.htm

お礼

お礼が遅くなってすみません。全部じゃなくても充分です。詳しい説明どうもありがとうございました。

回答No.3

piyoco123

(4)R-CHO + H2O → R-COOH + 2H+ + 2e-
で、プロトンが生成するのでアルカリ性だと反応がいきやすい。
また、塩基性ではアセタールにならずにアルデヒドのままでいるから。

お礼

お礼が遅くなってすみません。どうもありがとうございました。

回答No.1

noname#160321

>メチレンブルーは酸化すると青色になり、還元されて無色に戻る。
空気(酸素)で酸化されています。
>ロイコメチレンブルーとはなんでしょうか？
ロイコとは「脱色された」という意味の接頭語です。構造はちょっと見つかりませんでしたごめんなさい。
>糖はアルカリ性下で還元作用を持つので…
ブドウ糖でもアスコルビン酸でもアルカリ性で電子対を持っていると中性の場合より非常に酸化されやすくなります。そのため水酸化ナトリウムを加えます。
メチレンブルーは酸化されていくと元には戻れなくなる状態(物質)まで酸化されてしまいますそのため色が悪くなります。特にアルカリ性では酸化が大きく進みます。

お礼

お礼が遅くなってすみません。どうもありがとうございました。