クエリ: カラートーチや花火の着色に応用されている、金属塩を炎の中に入れたときに各金属元素特有の色を示す反応を何というでしょう?
文章: 炎色反応 高温の炎中にある種の金属粉末や金属化合物を置くと、試料が熱エネルギーによって解離し原子化される。それぞれの原子は熱エネルギーによって電子が励起し、外側の電子軌道に移動する。励起した電子はエネルギーを光として放出することで基底状態に戻り、この際に元素に特徴的な輝線スペクトルを示す。したがって、比較的低温で熱励起され、発光波長が可視領域にある元素が、微粉末や塩化物のような原子化されやすい状態になっているときにのみ、炎色反応が観察される。
文章: プラチナチタン触媒 この反応を化学式で示すと次のようになる。紫外線が当たらない夜間の場合紫外線が当たらない夜間は白金触媒が効果を発揮する。白金触媒は光がなければ効果を発揮できないが、プラチナチタン触媒は白金触媒で夜間でも効果を発揮できる。白金触媒は元来、常温で酸素とホルムアルデヒドの反応を起こす事が出来る。しかし、反応の中間体や空気中の化合物が白金表面を覆ってしまう(このことを被毒と呼ぶ)ので実際には一定期間を過ぎるとほとんど反応が起こらない。酸化チタンに白金を担持させた場合には昼間に紫外光が当たることによって、正孔(水酸ラジカル)による酸化反応が起こり、表面が洗浄化されるのでホルムアルデヒドが分解される。ただし紫外光が当たらなくなると、この反応は被毒によって徐々に速度が低下してやがて停止するが、再び紫外光が当たると反応が起こるようになる。 文章: セシウム セシウム は、原子番号55の元素。元素記号は、「灰青色の」を意味するラテン語の caesius カエシウスより Cs。軟らかく黄色がかった銀色をしたアルカリ金属である。融点は28.44 °Cで、常温付近で液体状態をとる5種類の金属元素のうちの一つである。 セシウムの化学的・物理的性質は同じくアルカリ金属のルビジウムやカリウムと似ていて、水と-116 °Cで反応するほど反応性に富み、自然発火する。安定同位体を持つ元素の中で、最小の電気陰性度を持つ。セシウムの安定同位体はセシウム133のみである。セシウム資源となる代表的な鉱物はポルックス石である。 セシウムは、ウランの代表的な核分裂生成物である。放射性同位体のセシウム137は比較的多量に発生し、核兵器の使用や原発事故時の放射性降下物に含まれるため放射能汚染の原因となる。 2人のドイツ人化学者、ロベルト・ブンゼンとグスタフ・キルヒホフは、1860年に当時の新技術である炎光分光分析を用いて鉱泉からセシウムを発見した。初めての応用先は真空管や光電素子のゲッターであった。1967年、セシウム133の発光スペクトルの比振動数が国際単位系の秒の定義に選ばれた。それ以来、セシウムは原子時計として広く使われている。 1990年代以降のセシウムの最大の応用先は、ギ酸セシウムを使った掘穿泥水である。エレクトロニクスや化学の分野でもさまざまな形で応用されている。放射性同位体であるセシウム137は約30年の半減期を持ち、医療技術、工業用計量器、水文学などに応用されている。 文章: 過酸化カリウム -50°Cで液体アンモニア中に溶解した金属カリウムに溶液が濃青色から無色になるまで酸素を吹き込み反応させると、オレンジ色沈殿として得られる。 文章: 酸化ニッケル(II) 鮮やかな緑色を呈することからガラス、陶磁器などの着色剤として用いられる。また水素により還元されて生成する微粒子状のニッケルは触媒作用が高いことから、油脂およびその他有機化合物の水素添加触媒として用いられる。 文章: 化学発光 ここで、Ru(III)が得られる。さらなる反応は、アルカリ媒体の水素化ホウ素ナトリウム溶液(還元剤)の使用を含む。溶液が付加されたときRu(III)はRu(II)へ還元され、橙色の光を放つ。 TMAE (テトラキス(ジメチルアミノ)エチレン)は空気による酸化で明るい青緑色の光を放つ。 また、ピロガロール(1,2,3-トリヒドロキシベンゼン)も発光が可能である。ピロガロール、NaOHおよびK2CO3の水溶液とホルムアルデヒドと混合すると、一瞬赤い発光が起こる。 文章: 中和 (化学) 中和(ちゅうわ)は、酸と塩基(アルカリ)が塩と水を成する化学反応である。ほとんどの場合、同時に水が生成する。アレニウスの酸と塩基の中和は、必ず水と金属塩を生成する。 多くの場合、中和反応は発熱反応である。例えば、水酸化ナトリウムと塩酸の反応である。しかし、炭酸水素ナトリウムと酢酸の中和のように吸熱反応となる中和反応も存在する。 中和反応は、その結果必ずpHが7になるというものではない。最終的なpHは反応物の酸と塩基の強さによって変わる。 文章: 第4族元素 一方、単体金属は高温状態において反応し、酸素(~約500K)から二酸化物(MO2)、ハロゲン(~約600K)から四ハロゲン化物(MX4)、水素(~約1000K)から不定比水素化物(MH1.7~2.0)、窒素(~約1000K)から一窒化物(MN)、二酸化炭素(~約1300K)から金属カーバイト(MC)、ホウ素(~約1300K)からホウ化物(MBまたはMB2)を与える。高温時窒素とも反応するので、チタンをハロゲン化物から還元する場合はテルミット法が用いられる。 また、これら3元素の単体金属はいずれも鉱酸に溶けにくく、チタンが熱い塩酸に溶けて三塩化物(TiCl3)となるのが特徴的である。アルカリ溶液とは冷時、熱時を問わず反応しない。 文章: 金属光沢 金属光沢(きんぞくこうたく、英語: metallic lustre、metallic luster)とは、金物一般に特有な、滑らかな表面に見られる光を反射する性質のことである。 金属の場合、金属光沢は金属内部の自由電子と外部から入射した光子とが相互作用して発生する。金属はその種類・構造により、自由電子群は固有のエネルギー準位バンドを有する。したがって、金属光沢の色は自由電子エネルギー準位の構成を反映したものになっている。 金属以外にも金属光沢に似た光沢を持つものがある。たとえば、有機金属は非局在化した電子を有するが、これは自由電子に近い状態で電気伝導度や金属光沢を示す。 文章: 緑 これらは顔料を混合しただけのものを用いるものあれば、共沈顔料と呼ばれる、複数の顔料を組み合わせた顔料を用いる場合もある。 文章: 炭焼き 基本的な原理は、着火して高温になった木材の酸素供給を遮断し、蒸し焼きにするものである。その状態でも内部は高温が維持されるため、その熱により炭素以外のものが揮発してゆき、最終的に炭素のみが残る。これが炭である。山林に近い農村などで行われてきた伝統的な炭焼の方法では、機械は使われない。 薪や丸太、枝を窯の形に組み上げる(en: Charcoal pile)。藁をかぶせた後、土をかけて隙間を潰す。その後着火する。そうすることで酸素が遮断され燃焼がストップし、蒸し焼き状態になる。 まったく酸素がない場合、熱が発生しないため、小さな給気口を開けて燃焼度合いをコントロールする方法もある。基本的な原理は同じで、吸気および排気の制御のために金属製の煙突を差し込んだり、レンガなどでできた専用の窯を用いる。 文章: 燃焼 また、生体内で起こる穏やかな酸化反応(ブドウ糖が酸化されて水と二酸化炭素になる反応など)に対して比喩的に燃焼という表現が使われる場合もあるが、定義的に区別されるものである。特に気体の燃焼現象は炎または火炎と呼ばれる。火は燃焼現象(特に発光を伴う場合)を指す一般的な名称である。燃焼には炎を有する有炎燃焼と有しない無炎燃焼(燻焼)があり、線香の火やタバコの火は無炎燃焼の例である。爆燃や爆轟は爆発を伴う燃焼のことであり、反応速度が音速以下の場合が爆燃、反応速度が音速を超え衝撃波を伴う場合が爆轟と定義される。非常に大きなエネルギーを持つことから、土木工事や鉱業、兵器に利用され、また事故の原因ともなる。 文章: 電荷移動錯体 フォーグラー (Vogler) とカンケリー (Kunkely) はMLCT錯体が酸化された金属と還元された配位子からなる基底状態の異性体であると考えた。したがって、還元された配位子での求電子攻撃やラジカル反応、金属中心での酸化的付加、外圏電子移動(英語版)などの様々な反応は、MLCT電子移動によって生じる状態変化に起因すると考えたのである。MLCT状態の反応性は多くの場合金属の酸化状態に依存する。全体的な反応プロセスとしては会合的な配位子の置換反応、 エキサイプレックスの生成、そして金属結合の開裂からなる。 多くの金属錯体はd-d遷移により特有の色を持つ。可視光線から錯体に特有の波長の光を吸収するとd電子が励起される。この光の吸収により色が生まれる。この色は通常かなり弱い。これは選択則による。 遷移の際、電子のスピンが変化するのは好ましくない。スピンが変化する反応はスピン禁制反応(英語版)と呼ばれる。 文章: 木目金 1. 異なる色金を層状に積み重ね鍛接(加熱圧着)し、積層状のブロックに仕上げる。2. いわゆる彫金の工程で、鏨(たがね)で彫りを入れ、下層の色金を露出させる。(ここまでであると「グリ彫り」)3. 彫りの入った金属を叩いて平にし、下層の色金と最上層の色金を同一平面に仕上げる。4. 仕上がった木目金は地金の状態でも色の違いは分かるが、煮色仕上げで表面を酸化させ発色させることによりコントラストが出る。金のことなる色合い(黄金、赤金、白金など)での木目金の場合は煮色仕上げはされない。 文章: 焙焼 塩化焙焼では、特定の金属を還元や酸化によって塩化させる。ウランやチタン、ベリリウム、希土類の一部などが塩化物として処理される。 塩化焙焼の反応の例は以下のようである。 一番目の反応式は、硫化鉱が発熱反応により塩化することを示している。 二番目は、酸化鉱に元素硫黄を転嫁して反応させている。 炭酸塩鉱物の場合も、高温で酸化物になった後に、酸化鉱と同様に反応する。 文章: ランタン ランタン(独: Lanthan [lantan]、英: lanthanum [lnθnm])は、原子番号57の元素。元素記号は La。柔らかく、展延性がある銀白色の金属で、空気にさらすとゆっくりと錆び、ナイフで切れるほど柔らかくなる。周期表におけるランタンからルテチウムまでの15の類似元素のグループであるランタノイドの名前の由来であり、そのグループの先頭及びプロトタイプである。第6周期の遷移金属の最初の元素とみなされることもあり、これは第3族に置かれることになるが、代わりにルテチウムがこの位置に置かれることもある。ランタンは伝統的に希土類元素に含まれる。通常の酸化数は+3である。ヒトでは生物学的役割はないが、一部の細菌にとっては不可欠である。特にヒトに有毒ではないがいくらかの抗菌活性を示す。ランタン原子の基底状態はD3/2、イオンの基底状態はSと表される。 ランタンは通常セリウムや他の希土類元素と一緒に生じる。ランタンは1839年に硝酸セリウムの不純物としてスウェーデンの化学者カール・グスタフ・モサンデルにより発見された。それゆえに、名称 lanthanum は古代ギリシア語で「隠れる」を意味する λανθνειν(lanthanein)に由来する。希土類元素に分類されるが、地殻中に28番目に多く存在し、鉛の約3倍の量存在している。モナザイトやバストネサイトなどの鉱物において、ランタンは含まれるランタノイドの約4分の1を構成している。ランタンは、1923年まで純粋なランタン金属が単離されなかったほど複雑な過程を経ることで、これらの鉱物から抽出される。 ランタンの化合物は触媒、ガラスの添加剤、スタジオ用の照明や映写機の炭素アーク灯、ライターやトーチの点火元素、電子陰極、シンチレータ、GTAW電極など多くの用途がある。炭酸ランタンは腎不全で血液中のリン酸塩濃度が高い場合のリン酸塩結合剤として使用される。