Tulen velho! Värit leimahtavat – koe liekkien taika suihkeen avulla!

Olen Ken Kuwako, tiedekouluttaja. Joka päivä on koe.

【Tämä artikkeli on saatavilla myös radiolähetyksenä!】

Oletko koskaan miettinyt, miksi taivaalla kukkivat ilotulitteet loistavat niin kirkkain ja kauniin värein? Se punainen, vihreä ja keltainen hehku. Vaikka se näyttää taianomaiselta, kyseessä on itse asiassa kunnioitettava tieteellinen ilmiö nimeltä ”liekkireaktio” (enshoku hannou). Tänään esittelemme yksityiskohtaisesti liekkireaktion ihmeellisen maailman sekä tiedekokeen, jossa sitä havainnoidaan dynaamisesti suihkepullon avulla! Katso tämä video:

Oletko nähnyt hetkeä, jolloin tuttu liekki vaihtaa väriä kuin taikaiskusta? Kun metalli, ”raaka-aine”, kohtaa liekin, ”energian”, syntyy kaunis valon draama.

Mikä on liekkireaktio? – Miten ilotulitteiden värit syntyvät?

Metallien alkuaineet (niitä muodostavat atomit) ovat yleensä vakaassa tilassa (matala energiatila). Kuitenkin, kun niitä kuumennetaan esimerkiksi kaasupolttimen liekillä, ne absorboivat energiaa ja siirtyvät virittyneeseen tilaan (korkea energiatila). Voimme verrata tätä siihen, että ”atomiherra” saa energiaa ja hyppää vauhdikkaasti ”ensimmäisestä kerroksesta”, jossa se yleensä on, ”toiseen tai kolmanteen kerrokseen”.

Koska virittynyt tila on epävakaa, ”atomiherra” pyrkii välittömästi palaamaan vakaaseen ”ensimmäiseen kerrokseen”. Palatessaan ”ylemmältä kerrokselta” ”alempaan kerrokseen” se vapauttaa absorboimansa energian ”valona”. Ja tässä onkin se mielenkiintoinen asia! Metalleilla on erilaiset ”kerrosten korkeudet” (energiaerot). Tämän vuoksi vapautuvan valon väri määräytyy metallin mukaan.

• Litium (Li) → Punainen liekki
• Natrium (Na) → Keltainen liekki
• Kalium (K) → Violetti liekki
• Kupari (Cu) → Vihreä liekki
• Strontium (Sr) → Kirkkaanpunainen liekki (Tämä on ilotulitteiden ”punainen”!)
• Barium (Ba) → Kelta-vihreä liekki (Tämä on ilotulitteiden ”vihreä”!)

Kyllä, ilotulitemestarit käyttävät tätä liekkireaktiota taitavasti luodakseen erilaisia värikukkia yötaivaalle! Pelkkä liekin värin näkeminen kertoo, mitä metallia se sisältää – aivan kuin tieteellisessä rikostutkinnassa.

Dynaaminen liekkireaktiokoe suihkepullolla!

Yleensä koulun tiedekokeissa käytetään menetelmää, jossa metallisuolaa (jota kutsutaan ”suolaksi”) laitetaan lastalle ja sitä pidetään kaasupolttimen liekissä. Tämä on turvallista, mutta saattaa olla hieman tylsää. Siksi esittelemme tällä kertaa näyttävämmän tavan, jossa liekin väri leviää kauniisti!

Tarvikkeet

• Etanoli (polttoainekäyttöön tarkoitettu alkoholi)
• Metallisuolat (kuten kuparikloridi, litiumkloridi, natriumkloridi jne.)
• Suihkepullo (valitse ehdottomasti alkoholia kestävä pullo)
• Sytytin (turvallisuuden vuoksi suositellaan pitkävartista sytytintä)
• Tulenkestävä työpöytä (koealusta tai iso metallialusta)
• Palontorjuntavälineet (märät rätit, sammutin tai vesiämpäri)

Kokeen suoritusohjeet

1. Laita etanoli suihkepulloon. (Varo laittamasta liikaa)
2. Lisää etanoliin pieni määrä (noin puoli lastallista) metallisuolaa, jonka värin haluat nähdä, ja ravista hyvin, kunnes se liukenee. (Esimerkiksi kuparikloridi tuottaa vihreän, litiumkloridi punaisen)
3. Sytytä sytyttimen liekki turvallisella työpöydällä.
4. Suihkuta (hieman etäältä) liekkiä kohti – shhh!
5. Suihkutetun sumun osuessa liekkiin, se syttyy ja palaa valitun metallin värillä!

Miksi suihkepullon käyttö tekee kokeesta näyttävän?

Tämän kokeen salaisuus dynaamisen liekin luomiseen on kaksi asiaa. Ensinnäkin polttoaineena toimiva etanoli muuttuu suihkeena sumuksi. Kun se on hienona sumuna, sen kosketuspinta ilman (hapen) kanssa kasvaa valtavasti, jolloin se voi levitä ja palaa välittömästi. Toinen syy on se, että metallipartikkelit leviävät tasaisesti liekkiin. Lastalla poltettaessa metalli on kasana, mutta suihkeella hienot partikkelit leviävät koko liekin alueelle, jolloin väri näkyy erittäin kirkkaasti ja kauniisti.

Tärkeää huomioitavaa (Nämä on ehdottomasti noudatettava!)

Tämä koe on erittäin kaunis ja hauska, mutta koska siinä käytetään tulta ja alkoholia, se voi olla erittäin vaarallinen, jos tehdään virhe. Noudata ehdottomasti seuraavia sääntöjä:

🔥 Älä tee tätä koskaan kotona. Suorita koe aina aikuisen valvonnassa (mieluiten tiedeopettajan kanssa) hyvin ilmastoidussa, laajassa ja paloturvallisessa paikassa, kuten laboratoriossa.

🔥 Älä koskaan jätä syttyviä esineitä (paperi, kangas, alkoholipullo itse) kokeilualueen läheisyyteen tulipalon estämiseksi.

🔥 Liekki voi olla odotettua suurempi. Älä koskaan vie kasvojasi tai käsiäsi liian lähelle liekkiä suihkuttaessasi.

🔥 Varmista huolellisesti, että tuli on täysin sammunut kokeen jälkeen.

Vaikka ilmiö näyttää ensi silmäyksellä taianomaiselta, tieteen mielenkiinto piilee siinä, että mietimme, mitä tapahtuu atomitasolla. Pelkästään liekin värin muuttuminen saa tutun tulen näyttämään aivan erilaiselta. Ottakaa huomioon äärimmäinen turvallisuus ja kokeilkaa tätä ehdottomasti opettajan kanssa laboratoriossa!

Tiedustelut ja pyynnöt

Tuodaan tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäksi sinua! Olen koonnut helppotajuisesti hauskoja tiedekokeita, jotka voi tehdä kotona, ja vinkkejä niihin. Etsi lisää tietoa! ・Tieteen vinkkivihkon sisältö on julkaistu kirjana. Katso lisätietoja tästä ・Lisätietoja ylläpitäjä Ken Kuwakosta täältä ・Erilaiset pyynnöt (kirjoittaminen, luennot, kokeelliset työpajat, TV-valvonta, esiintymiset jne.) täältä ・Artikkelipäivitykset lähetetään X:ssä!

Koevideoita julkaistaan kanavalla Tieteen vinkit (Kagaku no Neta Channel)!

３月のイチオシ実験！

• 押し花を作ろう！：梅や桜の花の押し花を作ってみましょう。特別なケースに入れると、長く保存できて、しおりにもなります。

テレビ番組・科学監修等のお知らせ

• 「月曜から夜更かし」（日本テレビ）にて科学監修・出演しました。
• 2月27日放送予定「チコちゃんに叱られる」（NHK）の科学監修しました。

書籍のお知らせ

• 1/27 『見えない力と遊ぼう！電気・磁石・熱の実験』（工学社）を執筆しました。
• サクセス15 ２月号にて「浸透圧」に関する科学記事を執筆しました。
• 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
• 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）…　高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。

講師・ショー・その他お知らせ

• 3/20（金）　日本理科教育学会オンライン全国大会2026「慣性の法則の概念形成を目指した探究的な学びの実践」について発表します。B会場 第３セッション： 学習指導・教材（中学校）③　11:20-12:20
• 7/18（土）　教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
• 10/10（土）　秘密兵器「帯電ガン」が炸裂！ビリビリ！ドキドキ！静電気サイエンスショー＠千葉市科学フェスタ（午後予定）
• 各種SNS　X(Twitter)／instagram／Facebook／BlueSky／Threads

Explore

• 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
• 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
• Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
• 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
• 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
• About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
• お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。