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ろうそくの火は、なぜオレンジ色なの?

ろうそくの火は、なぜオレンジ色なの?

こたえ:ろうにふくまれる炭素(たんそ)温度(おんど)()がり、(あか)るく(ひか)るからです。

()」「(ほのお)」と()いてイメージするのは、何色(なにいろ)ですか? オレンジ(いろ)赤色(あかいろ)でしょうか。それとも、青色(あおいろ)でしょうか。オレンジ(いろ)赤色(あかいろ)(こた)えた(ひと)はろうそくやたき()を、青色(あおいろ)(こた)えた(ひと)台所(だいどころ)のガスこんろを(おも)いうかべたのではないでしょうか。このように、(おな)(ほのお)でも(いろ)がちがうのは、()える材料(ざいりょう)燃料(ねんりょう))が(こと)なるため。ろうそくのろうのように炭素(たんそ)をふくむ材料(ざいりょう)()やすと、(ほのお)がオレンジ(いろ)赤色(あかいろ)になり、ガスを()やすと青色(あおいろ)になります。では、ろうそくの(ほのお)がなぜオレンジ(いろ)なのか、くわしく()てみましょう。

(おお)くのろうそくは、(おも)炭素(たんそ)水素(すいそ)からできた「パラフィン」(パラフィンろう、以下(いか)ではろうとよびます)を()やします。ろうそくの(しん)()をつけると、(しん)にしみこんでいたろうが()けて気化(きか)し、燃焼(ねんしょう)します。このとき、おなじみのオレンジ(いろ)(ほのお)()るのですが、よく()ると、ろうそくの(ほのお)3(そう)に分かれていて、場所(ばしょ)によって(すこ)しずつ(いろ)がちがいます。3(そう)のうち(もっと)(しん)(ちか)い「炎心(えんしん)」は(くら)く、その外側(そとがわ)の「内炎(ないえん)」は(あか)るいオレンジ(いろ)()え、さらに外側(そとがわ)の「外炎(がいえん)」は透明(とうめい)(ちか)くもやもやとしているはずです。つまり、わたしたちがイメージするろうそくの(ほのお)(いろ)は、内炎(ないえん)(いろ)ということになります。

炎心(えんしん)は、ろうが気化(きか)したばかりでほとんど()えていないため、(くら)()えます。温度(おんど)(ひく)く、300400℃ほどです。内炎(ないえん)は、気化(きか)したろうが十分(じゅうぶん)()えきっていない状態(じょうたい)。ろうの気体(きたい)(ねっ)せられると、炭素(たんそ)水素(すいそ)分解(ぶんかい)されます(熱分解(ねつぶんかい))。このうち炭素(たんそ)は、酸素(さんそ)()りないため炭素(たんそ)のつぶが(あつ)まったすす状態(じょうたい)温度(おんど)()がります。すると、熱放射(ねつほうしゃ)によって(あか)くなり、(あか)るい(ひかり)()します。温度(おんど)500600℃くらいです。外炎(がいえん)は、気化(きか)したろうが空気(くうき)(ちゅう)酸素(さんそ)(むす)びついて()えているため透明(とうめい)(ちか)く、温度(おんど)1400℃程度(ていど)まで()がります。

ガスこんろの(ほのお)は、ガスが()えるときにできる分子(ぶんし)によって青色(あおいろ)になります。けれども、(なべ)中身(なかみ)()きこぼれて(ほのお)(はい)ると(あか)っぽい(いろ)変化(へんか)しますね。これは、不完全(ふかんぜん)燃焼(ねんしょう)()こしてすすが発生(はっせい)し、ろうそくと(おな)じように熱放射(ねつほうしゃ)するからです。

 ろうそくの(ほのお)といえばオレンジ(いろ)ですが、この(いろ)()える方法(ほうほう)があります。それは、金属(きんぞく)(ほのお)()れて(ねっ)すると、(ほのお)がその金属(きんぞく)特有(とくゆう)(いろ)変化(へんか)する「炎色(えんしょく)反応(はんのう)」を利用(りよう)する方法(ほうほう)です。たとえば、ナトリウム黄色(きいろ)を、カリウム(あわ)紫色(むらさきいろ)発色(はっしょく)します1(どう)は、それだけでは炎色(えんしょく)反応(はんのう)()こしませんが、ハロゲンフッ()塩素(えんそ)など)をふくむプラスチックなどといっしょに(ほのお)()れると、青緑色(あおみどりいろ)発色(はっしょく)します2

 夜空(よぞら)(いろ)とりどりの()()花火(はなび)は、この炎色(えんしょく)反応(はんのう)()かしたもの(関連(かんれん)記事(きじ)花火(はなび)()(いろ)がカラフルなのはどうして?」)。火薬(かやく)金属(きんぞく)(こな)()ぜて、上空(じょうくう)炎色(えんしょく)反応(はんのう)()こすようにしているのです。花火(はなび)()は、赤色(あかいろ)発色(はっしょく)するストロンチウム黄緑色(きみどりいろ)発色(はっしょく)するバリウムなど、いくつかの金属(きんぞく)使(つか)()けてさまざまな(いろ)をつくりだしています。

※ パラフィンろうは石油(せきゆ)からつくられ、ろうそくのほかにはクレヨンや化粧品(けしょうひん)などにも使(つか)われます。一方(いっぽう)日本(にほん)伝統的(でんとうてき)製法(せいほう)でつくられる「()ろうそく」は、ハゼの()植物性(しょくぶつせい)油脂(ゆし)、ハチの()から()ったみつろうなどを原料(げんりょう)とします。

記事(きじ)公開(こうかい):2022(ねん)9(がつ)

参考(さんこう)資料(しりょう)

1)日本(にほん)化学(かがく)工業(こうぎょう)協会(きょうかい)炎色(えんしょく)反応(はんのう)打揚花火(うちあげはなび)(わざ)」『アクティビティーノート』.(だい)294(ごう).2021(ねん)8(がつ)https://www.nikkakyo.org/system/files/column294.pdf

2)名古屋市(なごやし)科学館(かがくかん)展示(てんじ)ガイド 炎色(えんしょく)反応(はんのう)」:http://www.ncsm.city.nagoya.jp/visit/exhibition_guide/keyword.html

監修者(かんしゅうしゃ)大山(おおやま)光晴(みつはる)

1957(ねん)東京都(とうきょうと)()まれ。東京(とうきょう)工業(こうぎょう)大学(だいがく)大学院(だいがくいん)修士(しゅうし)課程(かてい)修了(しゅうりょう)高等(こうとう)学校(がっこう)物理(ぶつり)教諭(きょうゆ)千葉県(ちばけん)教育(きょういく)委員会(いいんかい)指導(しどう)主事(しゅじ)千葉(ちば)県立(けんりつ)長生(ちょうせい)高等(こうとう)学校(がっこう)校長(こうちょう)(など)()て、現在(げんざい)秀明大学(しゅうめいだいがく)学校(がっこう)教師(きょうし)学部(がくぶ)教授(きょうじゅ)として「理数(りすう)探究(たんきゅう)」や「総合的(そうごうてき)学習(がくしゅう)時間(じかん)」の指導(しどう)方法(ほうほう)について講義(こうぎ)演習(えんしゅう)担当(たんとう)している。科学(かがく)実験(じっけん)教室(きょうしつ)やテレビの実験(じっけん)番組等(ばんぐみなど)への出演(しゅつえん)多数(たすう)千葉市(ちばし)科学館(かがくかん)プロジェクト・アドバイザー、日本(にほん)物理(ぶつり)教育(きょういく)学会(がっかい)常務(じょうむ)理事(りじ)日本(にほん)科学(かがく)教育(きょういく)学会(がっかい)(およ)日本(にほん)理科(りか)教育(きょういく)学会(がっかい)会員(かいいん)月刊(げっかん)理科(りか)教育(きょういく)編集(へんしゅう)委員(いいん)(など)(つと)める。

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