自由研究のテーマとしてこのブログの
自由研究 花火の色を再現してみる
で取り上げた花火の色の仕組みは炎色反応と言われます。
炎色反応を起こす薬剤は手に入れることができれば、ろうそくや松明にも応用できます。
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例えばパーティーに使うろうそくを自作するときにも炎の色を変えたりして楽しめます。
普段と違った色の炎は多くの人にとって驚きの体験になります。
今回は炎色反応を利用したカラーキャンドルを作ってみましょう。
これだけでも自由研究のテーマとして成り立ちます。
では始めます。
ろうそくの作り方
今回は炎の色が違うキャンドルを作るのですが、大きく分けて二つの方法があります。
１つは
メタノールとステアリン酸を使用して作る方法
もう一つは
ろうそくのロウを溶かして作る方法
です。
どちらもやり方自体は大差ありませんが、作りやすい方法を選んで行ってください。
いずれも火をつかうので火傷などには気を付けてください。
カラーキャンドルの作り方
花火で炎色反応が起こる原理はこの前のブログの記事
自由研究 花火の色を再現してみる
で説明しましたが、作るろうそくの中に発色剤を入れるだけです。
では具体的にどうやって作るか見ていきましょう。
◆準備するもの
底の浅いなべ
アルミ缶
水
ホウ酸
塩化ストロンチウム
塩化リチウム
ヨウ化カリウム
塩化カルシウム
塩化ナトリウム
これらはどちらの作り方にも共通して必要です。
では最初に
メタノールとステアリン酸を使用したキャンドルの作り方を紹介します。
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◆作り方
画像のように用意したアルミ缶(３５０mlくらいのもの)を半分に切って、それを湯を入れたなべて加熱しながら作ります。
①アルミ缶にすべてを入れる
半分に切っておいたアルミ缶に
メタノール１００ml、ステアリン酸5ｇを入れます。
ここに発色剤を入れますが、
ホウ酸なら緑色、塩化ストロンチウムなら赤、塩化リチウムなら深紅、ヨウ化カリウムならオレンジか紫、塩化カルシウムなら青、塩化ナトリウムならオレンジ
になります。
入れる分量は5ｇです。
②鍋で温める
底の浅い鍋にお湯を張って、アルミ缶を入れ火で温めながら、完全に溶かします。
③冷やす
完全に溶けたら、火傷をしないようにアルミ缶を取り出し、お湯を捨てます。
今度は水を入れてアルミ缶をもどして、固まるまで冷やします。
固まれば完成です。
これはろうそくというよりも固形燃料を燃やす感覚に近いかもしれません。
注意点は
・メタノールの沸点は65度なのでこまめに湯煎から外して気化を防ぎます。
・火をつける時にはいつでも消せる準備をしておきます。
薬剤の中から手に入るものを使っておこなってください。
それと、アルミ缶は作るろうそくの分だけ半分に気切って用意してください。
もし、それほど大きなものをつくらないのなら固めるときに、お弁当に入れるアルミカップに入れてもよいでしょう。
ホウ素の色が一番見やすくて綺麗でした。
塩化カリウムはちょっとうまくいかなかった感じでした。
では今度はよく見るろうそくの形にしてみましょう。
ロウを溶かした作り方
◆作り方
先程の共通の準備に
ろうそく
クレヨン
芯になるタコ糸など
を加えます。
①湯煎の準備をする
先程と同じようになべにお湯をいれて、アルミ缶を切って準備をします。
②ろうそくとクレヨン、発色剤を入れる
ろうそくは砕いたり、細かく削って溶けやすくします。
クレヨンも同様に削りますが、あまり多く入れすぎないようにします。
発色する炎の色と同じ色にすると後でわかりやすいです。
入れる量は
ろうそく60ｇ、クレヨン3グラム、発色剤3g程度が目安です。
③火にかける
ろうそく、クレヨン、発色剤を缶に入れて、鍋を火にかけます。
④冷やす
完全に溶けたら、アルミ缶から別の容器に移して冷まします。
お湯は捨てて、水を入れて、その中に容器を入れて冷ましてください。
このときに割りばしなどに芯になるものを挟んでろうそくの中心に入るように垂らしておきます。
芯がないとろうそくは燃えないので必ずこの作業を行います。
固まったら火をつけてみましょう。
もしうまくいかなかったら、ろうそくの形に注意してみてください。
ろうそくは
自由研究で中学生が行うろうそくの実験 原理と考察
の記事でも説明しましたが、
芯の根元にきちんとロウがたまってそれを吸い上げて燃えるという構造になっています。
だから、
太さと形は大切です。
私が一回やった時には、炎色反応が断続的であまりうまく混ざっていない感がありましたね。
なお、クレヨンによる着色は先程のメタノールとステアリン酸の時でも可能です。
花火に使われる炎色反応もカラーキャンドルにして自宅で楽しんだり、自由研究のテーマとしても奥深いものもあります。
楽しみで作るにも自由研究のテーマにするにもけがや火傷の無いように気を付けて行ってください。
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