スポーツドリンクの溶けかけは、なぜ最初が甘く後が水っぽいのか?

Twitter / mkyprimary: ツイッタで見て去年の夏コミに持参してすごく助かった冷ペットボ ...

 今回は水で作ったので「最後まで味が薄まらずに飲める」かまでは確かめられませんでしたが、もともと半分しか凍らせていないので、全部凍らせるよりも味への影響はかなり少ないのではと思います。
Twitterで話題「すぐ飲めてずっと冷たいペットボトル作成法」が本当に便利だった! 夏コミのお供にぜひ - ねとらぼ


なにその乱暴な論理は・・・。
ちゃんとした理由を検索で探してみることにしました。

なぜ、なんだろう?

実験の結果からスポーツドリンクを凍らせると甘い物質は内側に集まって
凍ることが分かった。甘い物質が凍るのは内側だけど、融け始めは内側の
甘い物質からなのでスポーツドリンクを凍らせると内側から外側
に向けて融けていくことが分かった。だが、なぜ内側から外側に向けて
融けていくのかはわからなかった。
http://www.city.hekinan.aichi.jp/kyouikuka/manabi/H24/H24sportsdorink.pdf


中学生がつくった文章だけど、それなりに楽しめた。
夏休みの自由研究とかにもよさそうな題材なんだろうなとは思う。

単に、水から先に凍るからかなと個人的に思っていたんですが、微妙に違うみたいです。
この中学生の文章の表現のほうが、最初の大人の文章よりも、正しいんです。

・凍らせると、甘い物質は内部(内側)に集まっていく
・溶けるときは、内側(甘い物質)から溶けていく

ということで、最初は甘くということになるようですね。

なぜそういう現象がおこるのか?という説明を探すと・・・。

水は凍るときに、ほかの物質を押し出そうとする性質があります

水が凍るときには、水分子が規則的に並んで氷の結晶になります。このとき、水は水分子同士で結びつきたいので、水の中にほかの物質が溶けていると、それを不純物として排除しながら結晶をつくっていこうとする(※)のです。例えば、泥水の水たまりでも表面に張った氷は透明できれいだったり、海水の上に浮かぶ氷をなめてもほとんど塩味がしないのは、このためです。

 冷凍庫に入れたペットボトルの中は、冷気の当たる外側から内側へと食紅やインクなどの不純物を押し出しながら凍っていったので、色のついた部分が真ん中に集められてしまったのですね。さらに、最後に真ん中の部分が凍るときの体積増加(氷の実験室・第1回「氷の『重さ』を考える」の実験2「水と氷の体積変化と重さ比べ」参照)で、比較的薄い上側の氷の層が破れて、色つきの部分が押し出され、この状態になったのでしょう。

 これがとけるときには、逆に、不純物の多い部分が低い温度で先にとけだします。そのため、凍らせたジュースなどを飲むときには、甘い成分の多い部分が先にとけだして、純粋な氷の部分が残るので、だんだん薄くなってしまうのですね。
氷の実験室 第5回 凍り方の不思議 |ニチレイ[こおらす]


もう少し、検索してみると上記のようなものがヒットします。こちらは、ニチレイさんのページなのでそれなりの信用度はあるかと思います。

「水は凍るときに、ほかの物質を押し出そうとする性質があります」という理由で、結果としてペットボトルの場合は中央部に濃い部分ができてしまうということのようです。

あと、このサイトですが、ほかにもネットで見かけた小ネタに近い話題があり、それを原理から説明してくれてるので、興味ある人には楽しめるサイトかなと思います。

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