禁断の醸造、ビールにしか見えない化学反応!?

chemistry 2020/06/26
credit: CoolChemistryGuy , raddit

黄金色の液体、シュワシュワしていて上部にはクリーミーな泡が…。

ビールのように見える化学反応の実験動画が話題になっています。

動画はアメリカ最大級の掲示板「Raddit」上で公開されたもので、反応している液体がビールにしか見えないことから、「禁断の醸造」「飲んでみたら味はどうなんだろう」というコメントが寄せられていました。

動画ではあらかじめガラスのコップに入っている白濁した液体に、上から他の液体を混ぜています。

credit: CoolChemistryGuy , raddit

すると、液体が接触した瞬間に色が変化。黄金色になり、シュワシュワと発泡します。

credit: CoolChemistryGuy , raddit

その様子はまるでキンキンに冷えたビールをグラスに注いでいるかのようです。

いったい白濁液に何が起こったのでしょうか。

水酸化ナトリウム、硝酸鉛、過酸化水素水が材料

動画を投稿した@CoolChemistryGuyによれば、偽ビールを作るために水酸化ナトリウムNaOH、硝酸鉛Pb(NO3)2、過酸化水素H2O2を用いたとのこと。

ただ、その詳細な製法や反応機構は示されていませんでした。

なぜビールみたいな色に変化したのか?なぜ泡が出たのか? 動画を見た多くの人が感じるであろうナゾを考察してみたいと思います。

なぜ、黄金色に変化したのか?

今回使われた材料の中から、黄金色っぽい化合物に変化する可能性があるのは、硝酸鉛です。

鉛は酸化されると、酸化鉛(PbO,Pb3O4,PbO2)に変化します。これらの化合物は水に溶けにくい性質を持っていて、PbOは黄色、Pb3O4は橙赤色、PbO2は黒に近い褐色をしています。

PbO / Credit: wikipedia
Pb3O4 / Credit: wikipedia
PbO2 / Credit: wikipedia

これら酸化鉛の沈殿が偽ビールの黄金色の元になった可能性が高いです。

しかし、3つの原材料の情報だけでは、どの酸化鉛が生成したのか確かめることはできませんでした。

仮説としては以下の3つが考えられます。

この仮設の仮説のなかでは、3つの原材料が一致していることから、PbO2が黄金色の正体である可能性が高いと思われます。

しかし、溶液の色を見ると、主生成物がPbO2であれば、もっと黒っぽい色になるでしょう。

結論として、酸化鉛によって水溶液の色を変えていることは確かなのですが、どの種類の酸化鉛が発生したかまでは断言することができませんでした。

なぜ、泡が発生したの?

白濁液がビールのような泡を発生させている理由は、過酸化水素の分解反応です。

過酸化水素は下の化学反応式のように常に水と酸素に分解されています。

2H2O2 → 2H2O + O2

この反応は常温では穏やかに進むため、目でその変化を感じることはありません。

しかし、反応の速さを大きくする「触媒」を投入すると、動画のように一気に分解が進んで泡が発生するのです。

そして、白濁液が黄金色に変わった時に生成した酸化鉛にはこの触媒の役割があり、色を変えるだけでなく、触媒としても作用していたと考えらます。

また通常、酸素の泡はすぐに消えてしまいますが、動画では長時間残っているので、洗剤を過酸化水素に混ぜていたのではないでしょうか。

まとめ

今回、これからの暑い季節にぴったりなビールに見える化学反応を紹介しました。原材料や実験条件の情報が少なく、反応の全貌を知ることはできませんでしたが、清涼感を感じられたのではないでしょうか。

酸化鉛の反応について、もしかしてこれかな? と思う人はお問い合わせよりご一報ください。

reference: raddit / written by shuni

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