2024年6月の記事一覧

こんにちは！黒磯高校 科学部です。

いきなりですが夏の風物詩と言われたら何を思い浮かべるでしょうか。
真夏の夜空を彩る花火は、その明るく鮮やかな色から夏の暑さを忘れさせ、人々を魅了する夏の風物詩の代表格です。
カラフルな花火が広まったのは実は明治時代以降で1733年の隅田川の花火が打ち上げ花火の起源とされています。
ただし、江戸時代には今のようなカラフルな花火は存在しませんでした。
実は花火の色は、高校の化学基礎で学ぶ「炎色反応」を応用したものです。
それでは花火を化学の視点から探究してみましょう。

今回の実験では、以下の[A]の元素を含む化学物質に加え、[B]身近にあるものを使ってそれぞれの炎の色を観察しました。

[A] 元素
リチウム（Li）: 赤色
ナトリウム（Na）: 黄色
カリウム（K）: 赤紫色
銅（Cu）: 青緑色
バリウム（Ba）: 黄緑色
カルシウム（Ca）: 橙赤色
ストロンチウム（Sr）: 紅色(深赤)

[B] 身近にあるもの
折り紙
重曹
サランラップ(PVC)

花火の火薬には、上記[A]の「炎色反応」を起こす金属が含まれています。
この金属が上空で火薬により燃え「炎色反応」を起こし、金属の種類によって、赤や青などの異なる色を出します。
今回の実験では、身近である花火に利用されていることから、産業だけでなく日常生活においても化学が関係しているということを再認識できました。

[B]身近にあるものの中で特に面白い結果となったのは、青色と緑色の折り紙で、緑色の炎色反応を確認することができました。
そこで青色や緑色の折り紙には銅の成分が含まれているのではないかと考え、成分を調べてみたところ、顔料としてフタシロアニンブルー(銅フタシロアニン)という物質が含まれていることが分かりました。
このようにそれぞれの元素で特有の炎色反応が起きるため、元素を特定する際に利用できます。

科学部では今後もこのような魅力的な実験を続けていく予定です。

※実験には教員が立ち会い、安全確保を行って実施しています。

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参考文献
キヤノンサイエンスラボ・キッズ　花火の色のひみつ
https://global.canon/ja/technology/kids/mystery/m_04_11.html

化学基礎 - 岩手県立総合教育センター
https://www1.iwate-ed.jp/09kyuu/tantou/kagaku/kagakukiso/kagakukiso%202/sapoto06.pdf

名古屋市科学館　炎色反応
http://www.ncsm.city.nagoya.jp/cgi-bin/visit/exhibition_guide/exhibit.cgi?id=S519&key=%E3%81%88&keyword=%E7%82%8E%E8%89%B2%E5%8F%8D%E5%BF%9C

新1年生が3人入部したことで、新たな活気に満ち溢れた科学部。

先日、化学基礎の範囲内になっている「同素体」というテーマで、硫黄の同素体である「斜方硫黄」「単斜硫黄」「ゴム状硫黄」を実際に実験し、その特性を考察しました。

「斜方硫黄」は常温で安定な固体結晶で、一般的によく見かける形は粒子が細かく粉末状です。

「単斜硫黄」は針のような結晶形状をしています。

「ゴム状硫黄」は、名前の通りゴムのような弾力性が特徴で、純度98~99％の粉末を熱すると褐色のゴム状硫黄になりますが、純度99.5％以上の結晶を熱すると黄色になります。

これらの硫黄の同素体を通じて、同一元素がどのように物理的性質を示すかを理解しました。

次回は「炎色反応」の実験を行う予定です。このテーマも化学基礎の範囲で、以下の元素を使って色とりどりの炎を観察します。

リチウム（Li）: 赤色
ナトリウム（Na）: 黄色
カリウム（K）: 紫色
銅（Cu）: 青緑色
バリウム（Ba）: 黄緑色
カルシウム（Ca）: 橙色
ストロンチウム（Sr）: 紅色

興味がある黒高生は是非見学に来てください！

日程は以下の通りです。

◆ 6月6日(木)放課後　化学室

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参考文献　

2009年（平成21年） 1月11日（日）付「荘内日報社」紙面より

高橋君（鶴高専３年）が新事実を発見！！　ゴム状硫黄 本来は黄色

https://www.shonai-nippo.co.jp/cgi/ad/day.cgi?p=2009:01:11:2490#:~:text=%E7%B4%94%E5%BA%A6%E3%81%8C98%E2%80%9599%EF%BC%85,%E3%81%AE%E5%A4%89%E6%9B%B4%E3%82%92%E6%B1%82%E3%82%81%E3%81%9F%E3%80%82