水性マジックを濾紙につけて水で濡らすと、なぜ色が別れるのですか？

質問

例えば、黒のマジックを濾紙に付けて濡らすと、色が滲んで青や緑や紫や黄色の縞が出来ますが、これはどうしてでしょうか？緑のマジックだったら青と黄色になるのは混ぜるとそうなるからというのではなく、なぜ紙の上に色が別れて縞ができるかを知りたく思います。ご教授願えませんか？

回答No.4

shige117 · ベストアンサー

こんばんわ。
まず、水性マジックの着色剤はほとんどの製品が顔料ではなく染料を使用しています。
２番目に染料には黒色の物がほとんどありません。従って、黒マジックは油性、水性を問わず赤系、青系、黄系の染料を混ぜて作り出しています。
次に濾紙の上での色の分離は、他の方が答えているように紙の繊維に吸着された染料が吸着の難易によって水の広がりに従って拡散していく段階で分離するものです。この原理を利用した分析方法がペーパークロマトグラフと呼ばれる分析方法です。ペーパークロマトでインターネットで検索すると色々な情報が得られると思いますよ。

お礼

＞水性マジックの着色剤はほとんどの製品が顔料ではなく染料を使用しています。
ふむふむ。なるほど。
＞染料には黒色の物がほとんどありません。従って、黒マジックは油性、水性を問わず赤系、青系、黄系の染料を混ぜて作り出しています。
はい、確かに実験していて、黒なのにどうしていろんな色が縞模様で出てくるのか疑問だったのです。
＞紙の繊維に吸着された染料が吸着の難易によって水の広がりに従って拡散していく段階で分離するものです。
ということは、染料は色によりその分子の大きさが違うから吸収の速度が違って来るということでしょうか。
かなり、分かってきました。ご回答を頂き、ありがとうございました。

回答No.5

megbell

色がなぜ分離するのかなどについては他の方の回答で納得なさっているようなので、なぜ分離の度合いが異なるのかについてお話ししたいと思います。

何人かの方がこのろ紙上でインクが分離する現象を用いて成分分析する方法が「ペーパークロマトグラフィー」であるとお答えしていますね。まさしくその通りです。そこでペーパークロマトグラフィーの原理についてですが、まず「クロマトグラフィー」とは、固定化された物質(固体あるいは液体の固定相)とその間を移動する物質(液体あるいは気体の移動相)との間におかれた試料成分の化学的・物理的性質の差を利用して成分を分離する方法です。
ここで、支持体がろ紙の場合をペーパークロマトグラフィーといいます。ペーパークロマトグラフィーは担体表面に固定された溶媒の固定相とその溶媒で飽和した移動相との間における試料成分の分配比を利用した分配クロマトグラフィーの一種です。
ペーパークロマトグラフィーはろ紙が支持体＆担体であり、その上に固定相である水、さらにその上に移動相である溶媒が乗ることになります。
ろ紙に保持された水(固定相)と水で飽和した有機溶媒(移動相)との間の分配係数が物質により異なることを利用して分離定性を行います。
ここで言う「分配係数」とは、分配係数Ｋ＝(移動相中の試料濃度Ｃｍ)÷(固定相中の試料濃度Ｃｓ)のことです。実際に試料を調べる際に用いるＲｆ値は、Ｒｆ値＝(各成分が移動した距離(この場合黒マジックで記した点から赤や青などの色の点までの距離))÷(移動相(水)の移動距離)で求められます。
各成分ごとに移動距離が異なるので、その移動距離の比率によってこの場合黒インクに含まれる成分がどのような性質を持っているか調べることが可能というわけです。ちなみに移動距離が長い成分(この場合色)ほど極性が大きい(親水性が高い)ことになります。

お礼

＞ペーパークロマトグラフィーはろ紙が支持体＆担体であり、その上に固定相である水、さらにその上に移動相である溶媒が乗ることになります。
なるほど、ここが一番分かり易いですね。でも、他の部分は私には難しすぎて、・・・(^^;)
丁寧なご回答を頂き、本当にありがとうございました。

回答No.3

papercrafts

染料には濾紙という障害物のある障害物競泳が得意な奴と不得意な奴がいて、得意な奴は早いから上の方に、不得意な奴は遅いから下の方に居る。
競争をさせている時間が長いほど差が大きくなって縞模様が現れてくる。

こんなイメージで捉えたら良いと思います。

お礼

面白く分かり易い表現で説明頂き、楽しかったです。
＞競争をさせている時間が長いほど差が大きくなって縞模様が現れてくる。
ということは、水分量が多いと大きな差になるということですね。
ご回答を頂き、ありがとうございました。

回答No.2

raccoon_dog65

こんにちは

なぜインクが分かれるかというと、水が濾紙に染み込んで水性インクとともに広がっていく際に、インクの成分によって紙の繊維を進む速度に違いや、インクが紙に吸着される度合いの違いによって分離されるからです。

この性質を利用して、物質の分析を行うことをペーパークロマトグラフィーいいます。

参考URL：

http://www005.upp.so-net.ne.jp/konan/ae-0103.htm

お礼

少し分かりかけてきました。
＞インクの成分によって紙の繊維を進む速度に違いや、インクが紙に吸着される度合いの違いに・・・
この二つはどう違うのでしょうか？同じことのように感じられるのですが。
ご回答を頂き、ありがとうございました。

回答No.1

noname#161749

クロマトグラフィーで探すと良いでしょう。

http://lasoft.co.jp/chromat.asp

吸着した混合物を展開剤の流れによって分離する操作
で、
各成分の吸着性の違いによって移動速度が異なることを利用しています。

お礼

＞各成分の吸着性の違いによって移動速度が異なることを利用しています。
各成分の吸着性の違いはどうして起こるのでしょうか？ということは、色の各成分が違うということでしょうか？
ご回答を頂き、ありがとうございました。