9 つの異なる色の炎を発見 (そしてなぜそれが起こるのか)

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色付きの炎は、花火やキャンプファイヤーを盛り上げる方法として、ファイヤーパフォーマーによって使用されるまばゆいばかりのトリックです。 炎の温度と燃焼する化学物質に応じて、光のスペクトル全体が炎によって示されるため、燃焼している物質が発する色も研究室では重要です。 9 つの異なる炎の色と、なぜそれが今起こるのかを見てみましょう。

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炎は、何かが酸素と急速に結合して燃焼するプロセスです。 これは、酸素 (O) と燃焼物質が結合して周囲にエネルギーを放出する発熱反応によって引き起こされます。 燃焼は、このエネルギーの放出を通じて光と熱を生成します。

炎の温度と色は、燃えているものによって異なります。 物質が燃えるときの熱が高いほど、炎の色が決まります。

一般的に見られる火災の中で、最も熱い炎は青く燃えます。 熱の温度が下がると、炎は白、黄色、オレンジ、明るい赤、そして暗赤色に見えます。 特定のものを適切な温度、適切な状況で燃やすと、ピンク、緑、黒などの斬新な色の炎が生まれます。

原子が加熱されると、その電子は自然に存在する場合よりも高いエネルギーレベルにジャンプします。 熱の熱エネルギーが運動エネルギーとなって電子を加速させるためです。

この加速は劇的であり、電子を通常いる軌道よりも高い軌道に押し込みます。これらの励起された電子が高い軌道から通常の軌道に戻るとき、光子を放出します。

これらの特定の陽子は、人間によって光として認識されることがよくあります。 物質によっては、光を発生させるために一定量の熱が必要です。 この光は燃えているものによって異なります。

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マグネシウム（Mg）が燃えると白色光が発生します。 ベリリウム（Be）を含む物質が燃焼すると、白い炎が発生します。

エプソムソルトとしても知られる硫酸マグネシウム (MgSO4) は、実験室の外で白火が必要な場合に最も一般的に燃焼する物質です。 ただし、エプソムソルトを薪の火で燃やしても、白い炎は生成されません。これは、白い炎は存在する炭化水素の燃焼の色に負けてしまうためです。

エプソムソルトの燃焼中に白い炎を実現するには、燃焼時に実質的に目に見えないもので最初の火を燃やす必要があります。 これらの物質には、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコールが含まれます。 これは、ほとんどの白い火がファイヤーパフォーマーによって作り出される方法です。

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炎を意図的に操作して青く見せるには、塩化第一銅 (CuCl) またはより一般的にはブタン (C4H10) を燃焼させます。 ヒ素 (As) が存在すると青い炎が発生し、ゲルマニウム (Ge) が燃焼すると淡い青色の炎が発生します。

青い炎を理解することは、消防について議論する際に特に重要です。 くすぶっている木材では、燃えている物の表面は華氏 842 度から 1292 度になります。

この範囲の上限を超えると、くすぶっている物体からの放射熱によって、くすぶっている表面を包み込む短い青い炎が生成されます。 これは特殊な環境での炭化水素の燃焼の一例であり、木材がこれほど高温になるには、表面が炭でくすぶっている必要があります。 この状況以外の青い炎は、通常、物体が華氏 2600 度以上になるまで現れません。

これらの青い炎は、可燃性の物体自体よりも周囲がはるかに高温になる臨界放射線レベルを超えたために発生します。 この青い炎は、ほとんどの住宅火災や山火事の延焼の原因となっており、放射線照射によって引き起こされます。 これは、火が燃えると、周囲の物体が独立して燃え始める点まで加熱されることを意味します。 これらの独立した炎は、低いところにある青い炎として始まります。