夏と言えば花火。
花火大会はもの凄く人が多くて暑苦しいですが、花火が上がった瞬間、周りにたくさんの人がいることすらも忘れ、花火に目を奪われるるはずです。
ただですよ。待っている間と帰る時がしんどい。
もの凄い人込みの中を待たないといけないし、その中を帰らなければいけないので、暑いし、進まないし、しんどいなとなると思います。
ということで！そんな辛い思いをしている皆様のために”炎色反応”の記事を書きたいと思います。
花火を見る前や後、この記事を読み、炎色反応を確認することで、どんな色の花火があがるんだろう！というようなドキドキ感に襲われるはずです。
さらには人が多くてぎゅうぎゅう詰めになる帰り道で、どの物質が花火に使われていたのかをわくわく考えながら帰ることができます。
暑さも人込みも炎色反応で吹っ飛ばせるというわけですね！！
ん？そんなことはない？でも、受験勉強には役立つかも！
とまぁ冗談はさておき、炎色反応を知ることで、花火がさらに楽しいものになるのは間違いありません。
ということで今日は花火のお話からしましょう！
１．花火の歴史
日本で初めて花火が打ち上げられたのは、残念ながら正確にはわかりません。
最も古い記録は１４４７年であり、その中で出てくる花火は打ち上げのようなたいそうなものでは無く、どちらかと言えば手持ち花火のようなものや、竹で枠を作り、水車などの形を表現したりしたものであったと言われています。
そして、戦国時代には海外から大量の鉄砲や火薬などが輸入されてきて、その中には花火も入っていたのではないかと言われています。
しかし、戦国時代に火薬はとても貴重なもので、戦争に使うものです。
なので、戦国時代になって打ち上げ花火のようなものが盛んに作られたという説もあれば、戦争に使う貴重な火薬を花火には使うはずがない！というような説もあるのです。
まぁストレス社会である現代と同じように花火が戦争の疲れを癒す役割を果たしていたのかもしれませんね。（※これはあくまで個人的な意見です。）
それから戦国時代が終わり江戸時代に入ると、花火が盛んに作られたそうです。
つまり、今の私たちが見ている花火はここから進化していったわけですね。
そして、そんな歴史のある花火は今回の主題である「炎色反応」を利用し、綺麗な色を夜空に映し出しているのです。
２．炎色反応のしくみ
さっきから炎色反応、炎色反応言うてますが、そもそも炎色反応とは何なのか。
炎色反応とはアルカリ金属、アルカリ土類金属、銅などの金属や塩などを炎の中に入れることで、それぞれが特有の色を示す反応のことを言います。
花火は炎色反応を示す物質を上手く利用し、綺麗な色を出しているということですね。
ではなぜ物質が燃えるとこのような色を放つのか？
炎の中に炎色反応を示す物質が入ると、炎が持つ熱エネルギーの影響で物質は解離し、原子化されることになります。
集まっていたものがばらばらになるというわけですね！
さらに、それらの原子は炎の熱エネルギーによってエネルギーが与えられるので、周りを回る電子が励起し、外側の軌道に移動します。
しかし、エネルギーが高い状態は炎が無くなれば維持することはできないので、元の安定した基底状態に戻ることになります。
つまり、この時のエネルギーが光として放出され、元素によって電子配置は異なるので、それぞれの元素が特有の光を放つというわけなのです。
また、物質は大きな状態では炎色反応は示さず、微粉末のような小さな状態でなければ、このような反応は起きません。
大きな塊だと安定しているので、ばらばらになりにくいんですね。
以上のような原理で炎色反応は起きており、昔から人々はこの炎色反応を利用していたわけですね！
３．それぞれの炎色反応
花火に使われる炎色反応を示す物質は、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、銅があげられます。
ということで、花火大会に持っていけるように⇩に表を作ってみました！
ぜひこれを印刷紙し、持って行って花火大会を楽しんでください！！
また、上記以外の炎色反応は下記の通りです。
第１族元素
・ルビジウム 暗赤色
・セシウム 青紫色
第２族元素
・ラジウム 洋紅色
第６族元素
・モリブデン 黄緑色
第１３族元素
・ホウ素 黄緑色
・ガリウム 青色
・インジウム 藍色
・タリウム 淡緑色
第１４族元素
・スズ 淡青色
・鉛 淡青色
第１５族元素
・リン 淡青色
・ヒ素 淡青色
・アンチモン 淡青色
炎色反応の教材を使用した動画⇩
青色(硫酸銅、銅粉) オレンジ色(ふっ化カルシウム) 黄色(炭酸ナトリウム) 赤色(シュウ酸リチウム、炭酸リチウム) 緑色(硝酸バリウム) 紫色(ヨー素酸カリウム)
４．さいごに
実は炎色反応は自由研究にもぴったりで、身近に手に入るもので確認できるものもいくつかあります。
それは、”塩”です。
塩は塩化ナトリウムですよね。
つまり塩を使えばナトリウムの炎色反応を見ることができるのです。
お味噌汁がわいてしまってガスに垂れるとオレンジ色の炎になるのがまさにそれです。
他にもカルシウムや、ホウ素などは薬局に行けば簡単に手に入るはずです。
夏も中盤、暑さに負けず、花火や身近なものを使用し、炎色反応を楽しみましょう！！
また、ホウ酸を使えばホウ素由来の炎色反応を見ることができます。
ここで１つ花火の豆知識を。
花火のピューッという音は演出というのもそうなんですが、新作の花火を見逃さないために職人さんたちがわざと音を付けているそうです。
ぜひ、花火を観る時の小ネタにしてみてはいかがでしょうか。
【炎色反応実験動画】
【幻想的】実験教材を使って炎色反応を楽しもう！
