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理科(問題/化学/実験/中学/高校/大学/勉強/授業) 『炎色反応』について分からないところ (3) 先頭から つまみ読み 『炎色反応』について分からないところ 記事 1 by SAKU 初めまして、私は中3のSAKUです。私の学校では明日、理科の授業のときに班ごとに実験を発表します。... ( 続きを読む ) 1.手抜きな解説です。 コメント 2 by すてら SAKUさん どのように、わかりやすく説明したらよいか。 まず、何かが光る時それは、波長という振動が起きて発光します。 光はその振動の大きさによって、赤外線(目に見えない振動の大きい光)から可視光線(目に見える光)をへて紫外線(目に見えない振動の細かい光)と大きく分けることができます。 可視光線の色の分布は、雨上がりの虹がそのままあてはまる感じです。 さて、炎色反応を起こす物質は反応時物質独自の光の振動を起こします。 それが物質によって特に黄色付近の波長を出すもの、赤付近の波長を出すものといった具合に異なるため、反応物質によって色が変わってくるのです。 ナトリウムだったら反応時、黄色にみえる振動を起こしているといったわけですね。 わかりにくいか。時間的にまにあわないか。 追伸:まちがっても、ナトリウムの塊を水にいれないでくださいね。 To:すてら 返信を書き込む 主題: 『炎色反応』について分からないところ 写真(画像)貼付の設定 貼り付ける 貼り付けない [返信内容の確認]をするときに、あなたが撮影した写真や画像を指定します。投稿すると安全処理されてから投稿欄に表示されます。 設定を閉じる 動画貼付の設定 URL: YouTube の動画枠直下にある[共有]を押すと出るURLか、再生ページのURLを以下のように入力します。 https://youtu.be/***** 貼り付けてよい動画? 企業等の公式チャンネルの動画や個人が撮影して公開中の動画を掲示板等に貼り付けて共有リンクするのは著作権上合法だそうです。 貼り付け方は? 設定を閉じる 2005年12月14日(水) 2時55分 ↑親記事 ↓2件目のコメント 2.ありがとうございました。 コメント 3 by SAKU >>2 すてらさんお返事ありがとうございました。昨日お返事がきてるの気づきませんでした…でも分かりやすい解説ありがとうございました。 2005年12月14日(水) 19時36分違反通報↑親記事 ↓3件目 3.炎色反応について コメント 4 by akira SAKUさんへakiraといいます。僕は専門が有機化学で、無機化学は素人なので簡単に説明できません。つまりとっても難しくしかお話することができないのです。その点考慮して読んでください。炎色反応は下記にもあるように昔から良く知られた金属分析の方法です。ただすてらさんが書いて有るように君たちがナトリウム金属を使うとはとても思えなかったのでこれを書いています。彼が書いてるようにナトリウム金属は水と接触すると激しい反応を起こしますから。金属には一般には金属単体(原子)と塩(イオン)とが有ります。或いは2分子くっついて存在する場合も有ります。(ほんとはもっと沢山の存在状態があるんですがこの際省きましょう)花火の色は金属塩の色です。例えばバリウム塩の緑色、ストロンチウム塩の赤色、銅塩の青緑色などがよく使われていま。つまり、ある種の金属塩(主にアルカリ金属や アルカリ土類金属など、習ったかな)を炎の中に入れて強熱すると,炎に金属特有の色がつく場合があります。これが「炎色反応」と呼ばれるものです。 炎色反応を利用して試料中に含まれる金属成分を判定する方法は炎色試験と呼ばれ,古くから用いられている鋭敏な定性分析法の一つです。これでは君の質問に答えた事になりませんね。 炎色反応はスペクトルといいますが、スペクトルの中でたくさんのスペクトルが集合している部分をバンドスペクトルといいます。この光の特徴は、原子やイオン、さらには固体から出るのではなく気体分子、特に二原子分子から放出されるという点にあります。この光は、物質を原子やイオンにまでバラバラにする必要がないので、線スペクトルを示す光に比べて低い温度で放出されます。つまり、2500℃あたりの温度で発色させるには好都合であり、花火はもちろん炎色反応で見られる鮮やかな色のかなりの部分はこのバンドスペクトルを示すと考えられます。ところが、原子は線スペクトル(輝線)なんです。なぜ分子の場合はバンドスペクトルなのか、ここからが本題です。 分子には、原子にはない振動、回転運動をします。つまり、分子は原子と異なり立体的に複雑な形をしているので、エネルギー交換の時に分子内で振動や回転運動をします。 よく見るとバンドスペクトルはたくさんの線スペクトルの集まりになっているように見えます。実際、線スペクトル同様バンドスペクトルの場合も、電子の低エネルギー状態への遷移が基本となって起きます。しかし、原子と異なり、分子は外部からエネルギーを受け取り(つまり炎の中に入れること)、分子内電子が高いエネルギー状態に励起されるときにも、そのエネルギーの一部はこのような分子運動のエネルギーに割かれてしまうし、再度励起電子が低エネルギー状態に遷移するときにも、放出されるべき光エネルギーの一部分が分子内運動エネルギーの方にまわってしまいます。 そのために、それぞれのエネルギー状態が原子の場合ほどきっちり決まらなくなり、電子のエネルギー変化も極わずかずつ異なったものになります。そこで放出される光の方もわずかずつ異なった波長を持つようになり、バンド状スペクトルができるのです。それが君たちが見てる色だと考えてください。結論としては物質それぞれが持ってるエネルギー状態(物質構造)が異なるからそれぞれ色が違うとしか僕には説明できません。エネルギー状態(物質構造)と言うのはまだ習ってないと思いますが、原子核の周りに電子が存在している状態のこと?をいいます。(正確な表現をすると君にはなにか分からなくなると思うのでこのあたりでOKだと思うよ)僕たち有機化学をするものは、物質をプラズマ状態にして出てくる輝線の波長や強度によって金属の種類や濃度を調べます。もちろん輝線は一本では有りませんがそれぞれ特徴的な波長の輝線を目安にして分析します。その基礎となるのが君たちがやる実験です。がんばって勉強してください。長くなりましたが、では akira 2005年12月15日(木) 23時10分違反通報↑親記事 ↓4件目