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元素学たん@イヤリング販売中
@gensogaku
@KaN6_ まあ、実際は彼も「スペクトル分析」を通してみていたから、「肉眼でとらえられるよう」にというよりはむしろ「発光にノイズが混じらないように」って意味合いが主なんだけどね。それにまあ、ブンゼンバーナーでも炎色反応、まあ見えなくはないし。
2014-07-27 00:22:51実際の分光学では、炎色反応を目で見るだけでは本当に新元素かどうか不安だから「スペクトル分光」という手法を用いてもっとしっかり観察するの。だから目で見てちゃんと緑色だったりしても、そこに赤い光が混ざってたりするとデータとして不十分な汚いスペクトルになる。だから炎の色は落とせるに越したことはないんだね。
ちなみに、炎色反応は基底状態と励起状態の遷移が起きれば十分なので、ガスバーナーの炎の熱で十分おこる。この質問の意図は「溶液の飛びが遅い」っていうことかな。
花火を見ながら炎色反応の話をしたい人は、歴史から攻めれば割と受け入れられることが判明。
炎色反応 理学編
元素学たん@イヤリング販売中
@gensogaku
まー、でも炎色反応見て化学徒がやる炎色反応の話は、こういう歴史系の話じゃなくてたぶん「なぜ光が出るのか」とか「なぜ元素によって色が違うか」とか、そういうことなんだけどね。歴史の話のほうが、やっぱりみんな面白みを感じやすいよねぇ。
2014-07-27 00:24:42
元素学たん@イヤリング販売中
@gensogaku
ちなみに色が出る理由はですね、 ①とある物質が火にかけられる ②火から物質にエネルギーが与えられる ③エネルギーが物質の結合を切断して原子の状態にする (続く)
2014-07-27 00:29:55
元素学たん@イヤリング販売中
@gensogaku
④火から原子にエネルギーが与えられる。これにより、原子の持つ電子が基底状態から励起状態になる。 ⑤電子が励起状態から基底状態に戻る。このとき、基底-励起のエネルギー差が光として放出される。 ⑥光が私たちの目に届く。もしその光が可視光ならば、私たちは色を認知する。 これが炎色反応。
2014-07-27 00:31:07
元素学たん@イヤリング販売中
@gensogaku
炎色反応を考えるポイントは二つ。 一つは「原子の状態で起こる現象であること」。つまり火のエネルギーで分子や金属を原子の状態まで引きちぎれないと炎色反応は起こらない。 これについてはいい例題があるわね。 「問。銅の炎色反応は緑だが、銅線を火にかけても緑の火は起きない。なぜか。」
2014-07-27 00:34:11(答えは少し下に…)
元素学たん@イヤリング販売中
@gensogaku
で、二つ目は「原子が励起状態から基底状態に戻った時に放出する光が、可視光であること」。つまり「紫外線を放出する」とか「赤外線を放出する」なんていうことになったら、いくら原子の状態になったとしても出てくる光を人間は感知できないから炎色反応は確認できない。
2014-07-27 00:37:15答 炎を当てても金属銅の金属結合は切れず、原子状態の銅ができないため、炎色反応は起きない
だからみんなが実験した時は、たとえば銅イオン溶液のような「単原子イオン状態」のものを火にかけていたはずだよ。もしくは固体でも「火のエネルギーで結合が切れる」ならば炎色反応は可能。ま、火で金属結合は切れないね。
っていうか、金属結合が切れる(緩む)温度のことは『融点』って言うよね。
雑談
実験たん@冬眠中
@Experiment_tan
元素学たん先輩が花火の炎色反応の話をしていらっしゃるので メタン花火の画像あげます pic.twitter.com/z7nLRK5tXC
2014-07-27 00:31:02
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元素学たん@イヤリング販売中
@gensogaku
@natuRulO ああ、炎色反応関連ね。あれって確かナトリウムの光が邪魔で、それを除くために使うのよね。ナトリウムの光の波長が590nmぐらいで、コバルトガラスは500～700nmの光を吸収してくれるから、ナトリウムの光を消したいときはコバルトガラスをフィルターにするんだとか。
2014-07-27 01:00:38
元素学たん@イヤリング販売中
@gensogaku
@MiracleBismuth 出している、こともある。そもそも原子状態にできるかどうかは知らないけどね。……本当はもう一つ、「火では基底状態から励起状態にならない」っていうのがある可能性が歩けど…そんなことってあるのかな？軌道間のエネルギー順位が火の熱以下ってことはないんじゃ…
2014-07-27 01:41:05