炎色反応

こんばんは、1年の相馬です。

小学生、中学生のとき、理科の実験で炎色反応の実験をしたことはありますか？

炎色反応とは、金属イオンなどを含んだ物質の水溶液を白金線につけてバーナーの炎の高温部に差し入れたときに起こる反応です。水溶液に含まれるイオンによって炎に様々な色が付きます。

例えば、食塩水(塩化ナトリウム水溶液)にはナトリウムイオンが含まれるので、炎色反応で炎は黄色くなります。


では、なぜ、このようになるのでしょうか。 

ナトリウムを例にとってみます。

まず、原子の周りには電子が軌道に乗って回っています。ナトリウムには軌道が3つあり、電子は11個あります。一番外側の軌道には電子が1個だけあるのですが、この電子はバーナーの炎の熱エネルギーで簡単に別の軌道に移動してしまいます。しかし、その軌道には電子がとどまることができないので、また、もともとその電子のあった軌道に戻っていきます。
このときに強い黄色い光を発するのです。
軌道と軌道の間を電子が移動するのにはエネルギーが必要で、このエネルギーが大きいほど、放たれる光が明るくなるのです。
簡単にいうとエネルギーが光になると言うことです。

炎色反応は実験だけで見るものでしょうか？

そんなことはありません。これはまさに、花火の原理です。
炎色反応を応用すると夏の夜空に浮かぶきれいな花火になるのです。


写真は高校3年の時に時々使っていた化学の参考書です。難しい参考書なので大学の生協にも置いてあるほどです。下宿先に持ってきておいて良かったです。


相馬一友