Välillä nestettä, välillä kiinteää! Väriäkin vaihtava ”mystinen limaslammi” -koe
Täällä kirjoittaa Science Trainer Kuwako Ken. Joka päivä on uusi koe.
Chiban yliopiston kasvatustieteellisen tiedekunnan yhteydessä toimivan yläkoulun tiedekerhossa järjestämme toimintaa nimeltä ”vaihtokerho”. Käymme vierailemassa muiden koulujen tiedekerhoissa, esittelemme toisillemme kokeita ja opimme yhdessä – vähän kuin tiedekerhojen ystävyysottelu. Tällä kertaa vierailimme Kyoritsu Girls’ Junior High Schoolissa ja saimme valtavasti uusia ideoita. Erityisesti yksi koe jäi mieleen: salaperäinen ”taikalima”. Haluan esitellä sen myös teille.
Ensin valmistetaan tavallinen lima
Kaada dekantterilasiin 10 mL pyykkiliimaa.
Lisää joukkoon 10 mL vettä. Tämän jälkeen tehdään jotain, mikä erottaa tämän tavallisesta limakokeesta: tiputa mukaan 6 tippaa BTB-indikaattoria. Liuos muuttuu keltaiseksi, mikä kertoo sen olevan hapan.
Lisää seuraavaksi booraksiliuosta ja sekoita. Yllättäen BTB muuttuu siniseksi.
Toisin sanoen booraksiliuos on emäksinen.
Kun lisäät sitruunahappoa, sekä väri että rakenne muuttuvat!
Lisää nyt joukkoon sitruunahappoa. Liuos muuttuu vähitellen happamaksi, jolloin väri vaihtuu keltaiseksi. Samalla kiinteältä tuntunut lima hajoaa ja muuttuu jälleen juoksevaksi nesteeksi. On helppo ymmärtää, miksi väri muuttuu happamuuden vuoksi, mutta miksi lima menettää kimmoisuutensa?
Ruokasoodan sijaan natriumkarbonaattia – ja kaikki palautuu ennalleen
Lisää seuraavaksi natriumkarbonaattia ja sekoita.
Liuos muuttuu jälleen emäksiseksi, BTB vaihtaa takaisin siniseksi, ja samalla liman tuttu venyvä ja kimmoisa rakenne palaa.
Pelkkä värin vaihtuminen olisi jo kiinnostavaa, mutta se, että aine muuttuu vuorotellen geeliksi ja takaisin nesteeksi, tekee kokeesta todella kiehtovan katsottavan.
Miksi lima muuttuu vuorotellen nesteeksi ja geeliksi?
Nyt päästään varsinaiseen tieteeseen. Miksi lima on välillä kimmoisaa geeliä ja välillä täysin juoksevaa nestettä?
Pyykkiliiman pääainesosa on PVA (polyvinyylialkoholi), joka koostuu erittäin pitkistä ketjumaisista molekyyleistä. Kun nämä ketjut kelluvat vedessä ilman yhteyksiä toisiinsa, ne liikkuvat vapaasti. Tällöin aine käyttäytyy nesteenä.
Kun mukaan lisätään booraksista (natriumboraatista) peräisin olevia boraatti-ioneja, tilanne muuttuu. Boraatti-ionit muodostavat siltoja PVA-ketjujen välille. Voit kuvitella tilanteen kuin neulonnan, jossa lankoja sidotaan yhteen solmuilla. Molekyyliketjut liittyvät toisiinsa monesta kohdasta ja muodostavat kolmiulotteisen verkkorakenteen. Tämän ansiosta molekyylit eivät enää pääse liikkumaan vapaasti, vaan muodostavat kimmoisan geelin – eli liman.
Tästä alkaa kokeen mielenkiintoisin osa. Näiden molekyylisiltojen vahvuus riippuu nimittäin liuoksen pH-arvosta.
Happamassa ympäristössä boraatti-ionit sitovat itseensä vetyioneja ja muuttuvat boorihapoksi. Tällöin niiden kyky yhdistää PVA-ketjuja heikkenee. Siltoja alkaa katketa yksi toisensa jälkeen, verkkorakenne purkautuu ja lima muuttuu jälleen juoksevaksi nesteeksi.
Emäksisessä ympäristössä tapahtuu päinvastainen ilmiö. Vetyionit irtoavat, jolloin muodostuu jälleen tehokkaasti siltoja rakentavia boraatti-ioneja. Ne yhdistävät PVA-ketjut uudelleen, verkkorakenne rakentuu takaisin ja kimmoisa geeli syntyy uudelleen.
Toisin sanoen sitruunahappo tekee liuoksesta happaman, jolloin molekyylisillat hajoavat ja lima muuttuu nesteeksi. Natriumkarbonaatti puolestaan tekee liuoksesta emäksisen, jolloin sillat muodostuvat uudelleen ja lima palautuu geelimäiseksi. Jokaisen pH-muutoksen taustalla tapahtuu näkymätön rakennus- ja purkutyö molekyylien maailmassa.
Ja mistä tiesimme kaiken tämän tapahtuvan? Siitä kertoi meille BTB-indikaattori. Se muuttuu happamassa keltaiseksi ja emäksisessä siniseksi. Väri paljasti meille, mitä molekyylien välisille silloille juuri sillä hetkellä tapahtui. Siksi sekä värin että liman rakenteen muutos tapahtuivat samanaikaisesti – ne olivat saman ilmiön kaksi näkyvää seurausta.
On aika hämmästyttävää ajatella, että tavallisessa vedessä olevat pienet ionit rakentavat ja purkavat näkymättömiä siltoja. Kun tämän ymmärtää, kämmenellä lepäävä lima näyttääkin yhtäkkiä ikkunalta molekyylien kiehtovaan maailmaan.
Yhteydenotot ja yhteistyö
Haluamme tuoda tieteen ihmeet lähemmäs arkea! Sivustolta löydät helposti kotona tehtäviä hauskoja tiedekokeita sekä selkeät ohjeet niiden onnistumiseen. Tutustu rohkeasti sisältöihin!
・Sivuston suosituimmista sisällöistä on julkaistu myös kirja. Lisätietoja täältä.
・Lisätietoja kirjoittajasta, Kuwako Kenistä, löydät täältä.
・Kirjoitus-, luento-, tiedepaja-, TV-asiantuntija- ja muut yhteistyöpyynnöt täältä.
・Uusimmat artikkelit julkaistaan myös X-palvelussa!
Science Notes -kanavalla julkaistaan runsaasti kokeisiin liittyviä videoita!
NEW 分解問題集 理科
- ７月２１日発売！『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。
７月のイチオシ実験！
夏でプシュッと爽やか実験！
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- ７月１８日（土）「TIF presents ONE SONG FES. 」（フジテレビ）
- 7月18日（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」
- 7月23日（木）科学監修 19:00〜 THE突破ファイル（日本テレビ）
- ７月３０日（水） 監修したテレビ番組放送予定
- 12月26日（土） ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催
書籍のお知らせ
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
各種SNS（更新情報をお届け！）
【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook 【英語】BlueSky／Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
