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 有機物の燃焼の場合、炎の色は外炎においてはCHやC2といった物質の発光、内炎においては炭素の微粒子の発光によって決まっている。炭素含量の少なく酸素を含む有機物、例えばメタノールの燃焼においては炭素の微粒子の発生量が少ないため、内炎が目立たずに炎がほとんど見えないという特徴がある。また、有機物以外の燃焼では炎の色が異なる。例えば水素の燃焼で生じる炎はほとんど色を持たないが、硫黄の燃焼で生じる炎は青色である。金属自身を燃焼させたり、炎の中に金属の塩(えん)を投入すると、炎の色が変化することがある。これは熱によって炎の中に金属のイオンが発生し、これが熱励起されて発光するためである。金属の種類によって色が決まっており、炎色反応と呼ばれている。これは金属の定性分析、定量分析に利用されている(フレーム発光)。
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: 火吹き エタノールを用いた場合、口内粘膜からの吸収および誤飲により、急性アルコール中毒様の問題を起こすことがあり得る。 それよりも危険な事故として、火吹きの噴霧速度よりも速く燃料に引火し口内の燃料に引火した上での事故である。 この場合演者がパニックを起こし呼吸をした場合、口内からの炎により肺まで焼き死亡する可能性もある。 また服や顎についた燃料にも容易に引火するためファイアーダンサーの中では身近にありながらも最も危険視する燃料である。 メタノールは金属塩などを加えて各色に着色した炎をつくるために利用されることがあるが、エタノールよりさらに危険である。体内への吸収によって失明や神経症を起こしえる。 ナフサ・ブタン・プロパンなどの低引火点・低沸点物質は容易に気化し、吸収による口内炎や肺炎を起こしえる。またナフサは発ガン性の可能性が指摘されており、喉頭ガンなどのリスクを上昇させると考えられる。 文章: 金属元素 金属元素(きんぞくげんそ)は、金属の性質を示す元素のグループである。周期表の第1族~第12族元素は水素を除いてすべて金属元素であり、第13族以降にも金属元素が存在する。金属と非金属の中間的な性質を示す元素もあり半金属と呼ばれる。 周期表の族により とも呼ばれている。 金属元素は金属としての物性を有するほかに、化学的には 電気陰性度が2未満で、陽イオンになりやすい。 酸化物のうち酸化数の低いものは塩基性を示す。 という性質を持つものが多い(例外も少なくない)。化学式で金属一般を表す場合にはMという略号で表すことが多い。 文章: ケミカルガーデン ケミカルガーデンの出来具合は、遷移金属の水中での不溶性と、色に依存する。 塩化コバルトなどの金属塩は水に入れると溶ける。塩化コバルトを入れた場合、表面では複分解反応により不溶性のケイ酸コバルトが生成される。このケイ酸コバルトは半透膜として働き、半透膜の内側のケイ酸コバルト溶液のイオン強度が外側を囲むケイ酸ナトリウム溶液のイオン強度より高くなるため、浸透圧効果により内圧が高まる。やがて膜は圧力で破られるが、開いた穴から出た中のコバルトカチオンが外のケイ酸アニオンと続けて反応するため、不溶性固体が続いて生成される。その結果、植物のような結晶が生成される。結晶の色や形は使われた金属塩の種類によって異なる。 上記の場合は固体(結晶)の成長方向が上となっている。上方向になる理由は半透膜の内側にある溶液の密度が外側の水ガラス溶液の密度より低いためである。逆に、膜の内側に高密度の溶液がある場合は成長の方向性が下になる。たとえば、緑色の硫酸クロム(III)または塩化クロム(III)の純粋な溶液を利用する場合、タンクに入れる前に溶液をタール状になるまで煮詰めても、タンクに入れると次第に紫色の形態になり終わるまでは結晶化が始まらない。そこから表面には枝状の突起が出てくるが、水ガラスに浮けないほど密度が高いため成長が下へ伸びる。成長速度もケイ酸ナトリウムの濃度に依存する。 文章: 銀染色 一部の細胞は argentaffin(嗜銀性、銀親和性などと訳される)と呼ばれ、ホルマリンによる固定後に銀溶液を金属銀へ還元する。他の細胞は argyrophilic(好銀性などと訳される)と呼ばれ、ヒドロキノンやホルマリンなどの還元剤を含む染色液にさらされた後に銀溶液を金属銀へ還元する。 硝酸銀はリン酸イオンとともに不溶性のリン酸銀を形成する。この手法はコッサ染色(英語版)として知られている。還元剤(通常はヒドロキノン)が添加された際、黒色の金属銀が形成される。この手法は骨の成長過程におけるリン酸カルシウム粒子の形成の研究に利用される。 文章: 元素の周期 周期表内の横一列を周期(英: Period)という。同じ行の元素はすべて同じ数の電子殻がある。周期内の原子番号が1つ大きくなると、元素は陽子が1つ増え、金属的な性質が弱くなっていく。周期表の同じ縦の列に置かれた元素は、周期律により似た化学的および物理的性質を持つ。例として最初の列(第1族元素)のアルカリ金属は高い反応性を示し、電子を1つ失うことで貴ガスの電子配置と同じなる傾向を持つ。2019年現在、118の元素が確認されている。 周期表中のsブロック元素およびpブロック元素では同じ周期内の元素には化学的性質に類似はほぼ見られない。しかし、dブロック元素では周期内での元素どうしで類似性が顕れ、fブロック元素では化学的な同定分析が困難となるほど高い化学的性質の類似を示す。 下記表での背景色は 文章: Sブロック元素 Sブロック元素とは、第1族元素(水素、アルカリ金属)、第2族元素(ベリリウム、マグネシウム及びアルカリ土類金属)及びヘリウムのこと。Sブロック元素は典型元素であり、周期ごとに2つの電子がs軌道に満たされる。ヘリウムを除いたSブロック元素は反応性が高かったり、第1族元素及び第2族元素は金属の中で融点が非常に低かったりと、似通った性質を示す。これは、電子配置の構造が同じであることによる。ちなみに、SブロックのSは英語の sharp に由来する。 文章: 次亜塩素酸カルシウム 類似の反応は他のアルコールでも起こるものがある。 アニリンにさらし粉や次亜塩素酸ナトリウムを加えると赤紫色に呈色する。また、硫酸酸性のK2Cr2O4水溶液で酸化するとアニリンブラックを生じる。 180°Cの加熱により分解し、酸素を放出し酸化剤となる。単独では燃焼しない。 文章: 有機ホウ素化合物の反応 多くの有機ボランは空気に不安定で、揮発性有機ボランは空気中では引火性がある。従って、これらの試薬は不活性ガスの雰囲気下で反応させなければならない。有機ボランは水を加えただけでは反応停止しないため、過酸化水素によって酸化することでクエンチ(反応停止)するのがよい。水素化ホウ素は過酸化水素を使う前に水か、水溶性の酸でクエンチできる。有機ボランは一般的にはアルケンやアルキンのヒドロホウ素化で得られる。反応の進行にはホウ素源の選択が重要である。9-BBNは様々な反応において、反応に関与しないダミーな官能基として働く。また9-BBNをヒドロホウ素化試薬として用いることでオレフィンを完全にヒドロホウ素化することができる。THFが有機ホウ素化合物の反応の溶媒となることが多いが、クロロボランはTHFと安定な錯体を作る。この場合ジエチルエーテルなど極性の低い溶媒が用いられる。 文章: 色 金属の粉末で金属光沢を有する粉末を顕色成分とする塗料などの色を金属色と称することがある。金属光沢は、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。 文章: 第1族元素 液体リチウムは最も腐食性の高い物質と知られ、例えばリチウムをガラス容器の中で溶解させたときには、ガラスと反応して容器に穴をあけるほどである。さらに、リチウムはすべての元素のうち最も低い標準電極電位を示す。 ナトリウムは他のアルカリ金属と同様、非常に高い反応性を示すため、単体は天然には存在しない。しかしながら、金属ナトリウムは産業からの需要が最も大きい金属の一つである。金属ナトリウムは多くのナトリウム化合物の合成に用いられるが、最も有用な利用は他の希少金属の還元に使うことであろう。例えば金属チタンは四塩化チタンを金属ナトリウムで還元することで得られる。 TiCl 4 ( l ) + 4 Na ( s ) Ti ( s ) + 4 NaCl ( s ) {\displaystyle {\ce {TiCl_4(l) + 4Na(s)->Ti(s) + 4NaCl(s)}}} 文章: メイラード反応 メイラード反応とは、還元糖とアミノ化合物(アミノ酸、ペプチドおよびタンパク質)を加熱したときなどに見られる、褐色物質(メラノイジン)を生み出す反応のこと。褐変反応 とも呼ばれる。アミノカルボニル反応の一種であり、褐色物質を生成する代表的な非酵素的反応である。メイラード反応という呼称は、20世紀にフランスの科学者ルイ=カミーユ・マヤールがこの反応の詳細な研究を行ったことから名付けられた。 食品工業において、食品の加工や貯蔵の際に生じる、製品の着色、香気成分の生成、抗酸化性成分の生成などに関わる反応であり、非常に重要とされる。メイラード反応は加熱によって短時間で進行するが、常温でも進行する。ただし、その場合には長時間を要する。 文章: チオシアン酸塩 チオシアン酸塩(チオシアンさんえん、英: thiocyanate, sulphocyanate, thiocyanide, rhodanide)は、チオシアン酸の共役塩基である [SCN] イオンを含む化合物である。チオシアン酸塩は一般に無色であり、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウムなどがある。チオシアン酸水銀(II)は以前は花火の打ち上げに使われていた。 チオシアン酸塩はシアン酸イオン [OCN] の酸素が硫黄に置換されたアナログである。また、[SCN] はハライドイオンとその反応が類似していることから擬ハロゲンの一つである。チオシアン酸塩は鉄との錯体が赤色であることから、以前はロダニド(英: rhodanide、ギリシア語のバラから)として知られていた。 文章: 半金属 非金属に含まれる元素のうち、炭素、リン、セレン、ヨウ素は、それらの環境条件が熱力学的に最も安定した形状(炭素ではグラファイト、リンでは黒リン、セレンでは灰色セレンなど)において、金属光沢、半導体性(例えば中程度の電気伝導度、比較的狭いバンドギャップ、光感受性)、伝導体もしくは価電子帯の非局在性を示す。これらの元素は半金属的、半金属性を示す、半金属のような、いくらか半金属(的)、金属的性質を有している、などと評される。 いくつかの元素では、同じ元素の同素体であっても異なる性質(金属的、半金属的もしくは非金属的)を示すことがある。例えば、炭素の同素体のうち、ダイヤモンドは明らかに非金属であるが、グラファイトは半金属に特有の限定的な電気伝導度を示す。リン、セレン、スズおよびビスマスも金属もしくは半金属もしくは非金属的なふるまいを示す同素体を有している。そのため櫻井らは、半金属性は元素に固有のものではなく単体に固有の性質であると注記した。 文章: ベロウソフ・ジャボチンスキー反応 ベロウソフ・ジャボチンスキー反応(ベロウソフ・ジャボチンスキーはんのう、英: Belousov-Zhabotinsky reaction、略してBZ反応とも呼ばれる)とは、セリウム塩などの金属塩と臭化物イオンを触媒としてマロン酸などのカルボン酸を臭素酸塩によりブロモ化する化学反応のことである。系内に存在するいくつかの物質の濃度が周期的に変化する非線型的振動反応の代表的な例として知られている。この反応などの振動反応は平衡熱力学の理論が成り立たない非平衡熱力学(英語版)分野の代表例である。反応溶液の色が数十秒程度の周期で変化する点が演示実験向きであるためしばしば利用されている。ヨウ素を使った同様の振動反応であるブリッグス・ラウシャー反応や、BZ反応で触媒としてトリス(ビピリジン)ルテニウム(II)塩化物(英語版)を使った時は、光の影響下では自己組織化が起こる。また、この反応はリーゼガングリング現象に大きく類似しているとも言われている。