水性ペンのクロマトグラフィ

ペーパークロマトグラフィーですか？それは良い自由研究ですね！ 硬いことから始めますが、クロマトグラフィーは固定相（紙、セラミックなど）にサンプルを染み込ませた後、移動相（液体）を流し、移動相と固定相の相互作用下におけるサンプル成分の移動度が異なることを用いて成分分離を行う方法です。 お尋ねの件、可能性は二つあります。1つはすべての成分が同じ移動度を持っていた場合。この場合は移動相を変えれば分離できるかもしれません。最初の実験の移動相が水だとした場合、お宅に酒類（アルコール度数が高くて無色がいいので、日本酒か焼酎を推奨、ウォッカでも良い）があったらそれを移動相に使って、同じ実験をしてみてください。最初の移動相がアルコールなら逆で水にするといいでしょう。アルコールは水よりも油を溶かしやすい性質を持っていますので、成分の移動度が変わって分離できる可能性があります。 もう一つは成分が純品（単一成分）の場合。黒インクの場合ちょっと考えにくいですが最新技術かもしれません。その場合は特許をとると思うので、PRとしてメーカーがちゃんと教えてくれると思います。ご参考まで。

以前、娘と通っていた幼児教室でクロマトグラフィをした時、 先生が安いペンならおうちでも同じことができます。というような事をおっしゃってました。 高いペンほどまざりものが少ないのねと勝手に思ってました。 本当の理由はわかりません。答えになってなくてすみません。

レスありがとうございます。 ひとつもつかないかも・・・と思っていたので、とてもうれしいです。 私は理系ではないので、詳しいことはよくわからないのですが、 おっしゃることはなんとなくわかりました。 最初の実験はおっしゃる通り、水でやりました。 アルコールでもためしてみましたが、やはり分離しませんでした。 ちなみにメーカーからの回答ですが、 詳しい原材料は答えられないが、染料か顔料かの問いには 顔料を使用しているとの答えでした。 何かヒントになりますでしょうか？

「水性ペン」だから色素も水に溶ける、とは限らないかも…。 黒一色になった商品は、炭（炭素）や、黒い顔料のような 水や溶剤に溶けない固形物の材料で黒色を出しているんだと思います。 固形物だけど、うーんと細かく砕いてあって、 ただし、固まらないように粘りけのある液体(無色)で溶いている、 そんな感じじゃないかな。 そうそう、色は別れていなくても 液体分の分離はおきるているかもしれないから 紙を透かしてみたり、斜めから光を当てたりすると 実は模様が出来ているかもしれませんよ。

幼児教室で同じ実験をした時に、先生が 「お家でやる時は安いペンでして下さい。百均がベストです。」 とおっしゃってました。 高い物は品質がいいんだな～と感心しました（笑

色素が顔料なら、あっしも化学職人ですさんが書いているように、数マイクロメートル（マイクロメートルは1mmの1,000分の1）という細かい粒子を液体に懸濁させた状態のインクだと思われます。顔料は色素と違い水に溶けません。（懸濁とは粒子が液体中に浮遊している状態のことです。） そうなるとペーパークロマトグラフィーでは分離できませんね。色は単一成分からできているからです。でもあっしも化学職人ですさんのレスに有るとおり、顔料を浮遊させている液体部分とは分離できているはずですから、透かして見たり、斜めから光を当てたり、あと一般家庭には無いかもしれないけどブラックライト（紫外線がでる）を当てると分離しているのが分かるかもしれません。

そうですか、やはりメーカーは顔料を使っていると回答しましたか。 なら納得ですね。 そうするとそのペンは、梅雨時の宛名書きとか 濡れるかもしれない用途に使うと良いペンですね。 にじまないですもんね。

展開（スポットが移動）しましたか？ 顔料だと普通の溶媒には溶解しないので展開せず原点にとどまったままだと思います。また顔料でなくても水にとけない油性のインクも展開しません。 安物のペンは良いですね。24色100円なんて綺麗に分れてくれます。 赤、青、黄色に分れる場合が多いと思いますがメーカーによって順序が逆さになったりするのも面白いです。 移動相の変更ですが、手元にアルコールがなかったので（もちろん職場にはあります）、甲種焼酎や、ウオッカ、スピリタスなどを展開溶媒に用いました。

　トピ主さんのケースとは違うように思われますが，とある会社の製品（下記）では，親水性カーボンブラックのコロイド溶液が「正体」とのことです． 　この製品では，粒子の大きさが0.03～0.3μm（1μm＝1/1000mm）程度で，表面にカルボキシル基を配したもののようで，化学的には単一成分と考えられます．トピ主さんが遭遇されたインクもこれと多少類似したケースかと思った次第です． 　因みに，ペーパークロマトグラフィーを行う場合，目的の物質によっては水やアルコールの代わりにシンナーのような有機溶媒を用いたり，固定層も様々な種類の者が使用されます．また，色で見る代わりに紫外線を当てて蛍光を観察する，などの手段が取られたりもします．一般の家庭でこのような実験を行うのは難しい（安全上の問題がある）ところですが，混合物の分離として有用な方法です．それを実行されたということに感服致した次第です．余計な能書きを垂れて失礼致しましたが…．