ミキラボ　子どもと一緒に楽しむ3分科学 第57回

おうちで花火!? 子どもとやりたい炎色反応の科学実験

　大きな音とともに夜空を彩る花火。緑や黄色、オレンジなど、いろいろな色があってとても綺麗ですよね。これには、物質を炎の中に入れると、その物質を構成する元素の種類によって炎が特有の色を示す「炎色反応」が使われています。

　今回は、この炎色反応について、身近なものを使って実験する方法をご紹介します。お家にある折り紙や重曹、薬局で手に入るホウ砂などでその現象を確認することができるのです。火を扱うため注意が必要ですが、今年の夏に花火を楽しめなかったという方は、ぜひチェックしてみてください。それでは今日もレッツサイエンス！

■自己紹介
サイエンスエンターテイナーの五十嵐美樹（twitter：@igamiki0319）です。国内外問わず科学実験教室や特技のダンスを活かしたサイエンスショーを開催し、子ども達が科学の一端に触れるきっかけを創っています。

本連載では、商業施設などのオープンな場での科学実験教室やサイエンスショーで、子どもたちからの人気が高かった実験や工作や科学にまつわる情報をご紹介しています。

炎色反応とは

　炎色反応とは、物質を炎の中に入れると、その物質を構成する元素の種類によって炎が特有の色を示す反応です。これによって花火の色つけをしたり、炎の色から物質を分析したりすることができます。では、なぜ炎が特有の色を示すのでしょうか？

　原子の電子は、熱によって基底状態（常温で安定している電子軌道）から励起状態（高エネルギーの電子軌道）に移ります。励起状態は不安定なので、励起された電子はしばらくしてもとの基底状態に戻ります。この時のエネルギーが発生し、電磁波として放出されます。この電磁波が可視光線の波長であると、炎色反応として私たちが見ることができるのです[1]。

　炎色反応として観察することができる元素は、たとえば以下のようなものがあります。

【炎色反応を示す元素の例】

＜第１族元素（アルカリ金属）＞

• リチウム（Li）深紅色
• ナトリウム（Na）黄色
• カリウム（Ｋ）淡紫色
• ルビジウム（Rb）暗赤色
• セシウム（Cs）青紫色

＜第２族元素（アルカリ土類金属）＞

• カルシウム（Ca）橙赤色
• ストロンチウム（Sr）深紅色
• バリウム（Ba）黄緑色

＜第６族元素＞

• モリブデン（Mo）黄緑色

＜第11族元素＞

• 銅（Cu）青緑色

＜第13族元素＞

• ホウ素（B）黄緑色
• ガリウム（Ga）青色
• インジウム（In）藍色
• タリウム（Tl）淡緑色

＜第14族元素＞

• スズ（Sn）淡青色
• 鉛（Pb）淡青色

　など

　ガスコンロにかけたおみそ汁がふきこぼれて、ガスの炎が黄色になったのを見たことはありませんか？　これは、食塩（塩化ナトリウム）の中のナトリウムによる炎色反応の色です。このように、炎色反応は身近なところでも起こっているのです。
　ここからは、食塩のように身近なものを使って、いろいろな色の炎色反応を確認していきましょう！