炎色反応、沈殿反応って何？
花火の色分けなど身近なところでも使われている炎色反応。
「炎色反応とか沈殿反応が正確に覚えられていない…」と悩んでいる人はいませんか？
学校の授業や教科書でもサラッと流してしまいがちですが、ちょっとした同定問題で炎色反応や沈殿反応を利用することは多々あるのでしっかり抑えておいて損はないです！
そこで、今回は
「炎色反応や沈殿反応が”分かる”」
というテーマで、わかりやすく解説していきます。
本記事は、以下のような人におすすめです！
本記事の内容の演習問題も用意しています。演習問題で理解度を確認したい方は是非チェックしてみてください！
本記事を読んで、炎色反応や沈殿反応についての理解を深めていきましょう！
炎色反応
炎色反応とは？
まず、炎色反応について確認します。
炎色反応とは…物質を炎の中に入れたとき、成分元素に特有の発色が見られる現象のことです。
図は、炎色反応を確認する際の実験の様子です。
試料をつけた白金線をガスバーナーの火に入れたとき、炎が成分元素に応じた色に発色します。
炎色反応による検出
炎色反応は、成分元素に特有の発色と説明しました。
なので、それぞれの成分元素によって違った色を示します。
かんた成分元素ごとに色が違うから、色を確認することで成分元素を特定できるんだね！
下の表１に主な成分元素と炎色反応の色をまとめました。この表を覚えることで、炎色反応は完璧です！
でもでも、
悩む人表で見せられても全く覚えられない…
と思った方いると思います。そこで、表の下に語呂合わせで覚える方法も紹介しているので確認してみてください！
| 成分元素 | 元素記号 | 炎色反応 |
| リチウム | \(\mathrm{Li}\) | 赤 |
| ナトリウム | \(\mathrm{Na}\) | 黄 |
| カリウム | \(\mathrm{K}\) | 赤紫 |
| カルシウム | \(\mathrm{Ca}\) | 橙赤色 |
| ストロンチウム | \(\mathrm{Sr}\) | 赤(紅) |
| バリウム | \(\mathrm{Ba}\) | 黄緑 |
| 銅 | \(\mathrm{Cu}\) | 青緑 |
かんた炎色反応は語呂合わせで覚えることができます。一例を示します！
リアカー(\(\mathrm{Li}\)赤)無き(\(\mathrm{Na}\)黃)K村(\(\mathrm{K}\)紫)動力(\(\mathrm{Cu}\)緑)借りるとう(\(\mathrm{Ca}\)橙)するもくれない(\(\mathrm{Sr}\)紅)。馬力(\(\mathrm{Ba}\)緑)で行こう。
炎色反応の実験装置
炎色反応は以下のような実験装置を用いて行われることが多いです。
この実験では、試験管口を水平より上にしてはいけないという特徴があります。
なぜ上にしてはいけないのかを説明します。
試験管口を水平より上にすると、水が加熱された試験管の底の方へ移動し、試験管を破損してしまいます。
注目するものは…試験管内の液体です。
かんた「試験管口を水平より上にしてはいけないのはなぜか？」という問題がよくあるから、理由を言えるようにしておこう！
沈殿反応
沈殿反応とは？
次に、沈殿反応について確認します。
化学反応により、溶液の中に溶けずに生じる固体のことを沈殿といいます。また、この沈殿が生じる反応のことを沈殿反応といいます。
沈殿反応による検出
沈殿反応は、色変化などを用いて確認することが多いです。
それぞれの元素によって、どのような方法で、どのような沈殿や色変化が確認できるかが予め知られています。
その代表的なものを以下の表2にまとめました。
| 元素 | 方法 | 結果 |
| 炭素\(\mathrm{C}\) | 二酸化炭素\(\mathrm{CO_2}\)に変えたのち、石灰水(水酸化カルシウム\(\mathrm{Ca(OH)_2}\)の飽和水溶液)に通じる。 | 白濁する。 (炭酸カルシウム\(\mathrm{CaCO_3}\)が生成) |
| 水素\(\mathrm{H}\) | 水\(\mathrm{H_2O}\)に変えた後、硫酸銅(Ⅱ)無水塩\(\mathrm{CuSO_4}\)に触れさせる。 | 青色になる。 (硫酸銅(Ⅱ)五水和物\(\mathrm{CuSO_4 \cdot 5H_2O}\)が生成) |
| 塩素\(\mathrm{Cl}\) | 塩化物イオン\(\mathrm{Cl^-}\)に変え、硝酸銀\(\mathrm{AgNO_3}\)水溶液を加える。 | 白色沈殿が生じる。 (塩化銀\(\mathrm{AgCl}\)が生成) |
| 硫黄S\(\mathrm{S}\) | 硫化物イオン\(\mathrm{S^{2-}}\)に変え、酢酸塩(Ⅱ)\(\mathrm{(CH_3COO)_2Pb}\)水溶液を加える。 | 黒色沈殿が生じる。 (硫化鉛(Ⅱ)\(\mathrm{PbS}\)が生成) |
これらの反応を覚えておけば沈殿反応の問題はスラスラ解けます。
まとめ
今回は、炎色反応と沈殿反応について解説してきました。
本記事の重要事項を下記にまとめました。復習に役立ててください！
- 炎色反応について
- 炎色反応の実験装置について
- 沈殿反応について
本記事の内容の演習問題も用意しています。演習問題で理解度を確認したい方は是非チェックしてみてください！
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