Liekki muuttui vihreäksi! “Onko tämä oikeasti kuparia?” Kokeellinen tarkistus kuparikloridin elektrolyysin jälkeen

Tiedevalmentaja Ken Kuwako täällä. Joka päivä on koe.

Mikä metalli värjää liekin vihreäksi? Ilotulitusten sinivihreä loisto yötaivaalla syntyy itse asiassa samasta aineesta kuin se kupari, jonka olet nähnyt koulun luonnontiedeluokassa. Tämä juttu kertoo kokeesta, joka sai alkunsa yläkoululaisen kysymyksestä: ”Onkohan tämä oikeasti kuparia?” Matkalla pääsemme tutkimaan liekkien värejä.

Mitä sähkö oikein sai aikaan?

Teimme kupari(II)kloridiliuoksen elektrolyysin. Katodin eli negatiivisen navan pinnalle kertyi paksulti punaruskeaa ainetta. Kun levitin sen suodatinpaperille ja hieroin laboratoriolusikalla, aine alkoi kiiltää (metallinen kiilto?).

Yksi oppilaista sanoi: ”Haluan itse selvittää kokeella, onko tämä oikeasti kuparia.”

Ei siis tyydytty vastaukseen ”koska kirjassa lukee niin”, vaan haluttiin varmistaa asia omin käsin. Juuri sellaista on oikea tutkijan asenne.

Sivuhuomautuksena: anodilla eli positiivisella navalla syntyy klooria. Kloori on uimahallimaisesti kitkerästi haiseva kaasu, joten koe tehdään aina tuuletuksen kanssa.

Varmistus liekkikokeella

Päätimme selvittää asian liekkikokeella. Menetelmä on yksinkertainen: laitetaan erottunut aine lusikan päälle ja kuumennetaan se kaasupolttimen liekissä.

Liekki muuttui kauniin vihreäksi.

Kun yhdistetään kaksi havaintoa, metallinen kiilto ja vihreä liekki, voidaan päätellä, että erottunut aine on kuparia. Oppilas jäi tulosten äärelle miettimään kasvot vakavina.

Miksi liekin väri muuttuu?

Liekkikoe perustuu siihen, että metalliatomit saavat liekistä lämpöenergiaa. Kun atomin elektronit kuumenevat, ne hyppäävät tavallista korkeampaan energiatilaan. Se ei kuitenkaan kestä kauan. Kun elektroni palaa takaisin alkuperäiseen tilaansa, ylimääräinen energia vapautuu valona.

Valon väri on jokaiselle alkuaineelle ominainen. Siksi liekin väristä voi päätellä, mitä alkuaineita siinä on mukana. Tärkeimmät alkuaineet ja niiden liekin värit ovat seuraavat:

・litium: punainen
・natrium: keltainen
・kalium: punavioletti
・kalsium: oranssinpunainen
・barium: keltavihreä
・kupari: sinivihreä

Ilotulitteiden värit perustuvat samaan ilmiöön. Sinivihreä väri tehdään kuparin yhdisteillä. Eikö olekin jännittävää ajatella, että sama ilmiö, joka tapahtuu luokan lusikan päällä, saa aikaan myös valtavat ilotulitteet yötaivaalla?

Riittääkö väri todistamaan, että kyseessä on kupari?

Mennään vielä askel pidemmälle. Onko varmaa, että aine on kuparia pelkästään siksi, että liekki värjäytyi vihreäksi?

Itse asiassa myös barium antaa keltavihreän liekin, joten pelkän värin perusteella niitä voi olla vaikea erottaa toisistaan. Lisäksi oppikirjoissa kuparin liekin väriksi kerrotaan sinivihreä, mutta katsojasta ja olosuhteista riippuen se voi näyttää sinisemmältä tai vihreämmältä. Kloridia sisältävien kupariyhdisteiden liekki tunnetusti näyttää tavallista sinisemmältä. Tämä aine erottui kupari(II)kloridiliuoksesta, joten sen pinnalle on voinut jäädä hiukan klooria sisältäviä jäämiä.

Lisäksi liekkikoe kertoo vain sen, että näytteessä on kuparia alkuaineena. Se ei yksin riitä todistamaan, että kyseessä on nimenomaan metallinen kupari.

Siksi oppilaan ratkaisu yhdistää metallinen kiilto ja liekin väri oli viisas. Mitä useampi todiste, sitä varmempi johtopäätös. Jos haluat varmistaa asian vielä paremmin, voit kokeilla esimerkiksi näitä:

・hankaa ainetta hiekkapaperilla ja katso, tuleeko esiin punaruskea kiilto
・tutki, johtaako aine sähköä
・naputa ainetta ja katso, venyykö se rikkoutumatta (taottavuus)

Mitä useammalla tavalla asiaa tutkitaan, sitä vahvemmaksi väite ”tämä on kuparia” muuttuu.

Yhdestä kokeesta seuraavaan kysymykseen

Tämä koe oli tutkimus, jossa elektrolyysissä syntynyttä ainetta varmistettiin toisella kokeella. Yhden kokeen tulos tarkistetaan toisella menetelmällä. Juuri näin tiede etenee.

Seuraavaksi voisi olla hauskaa kokeilla liekkikoetta muillakin metalleilla ja vertailla värejä. Jo pelkkä ajatus siitä, minkä värisen valon arkiset metallit liekissä näyttävät, tuntuu jännittävältä.

Yhteydenotot ja työtilaukset

Tuodaan tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäs arkea! Kokoan tänne helposti kotona tehtäviä tiedekokeita ja vinkkejä niiden onnistumiseen. Kokeile rohkeasti hakea eri aiheita!
・Tieteen ideavihkon (Kagaku no Neta-chō) sisällöstä on tehty kirja. Lisätietoja täältä
・Lisää blogin ylläpitäjästä Ken Kuwakosta täällä
・Työtilaukset (kirjoitukset, luennot, kokeilutunnit, TV-ohjelmien asiantuntijatehtävät ja esiintymiset jne.) täältä
・Päivitystiedot jaetaan X:ssä!

Tieteen ideakanavalla (Kagaku no Neta Channel) julkaistaan koevideoita!

「科学のネタ帳」は、身近な科学の実験やトピックを幅広く紹介・解説する科学情報総合サイトです。親子で一緒に手を動かしながら、自然の不思議や科学の面白さを体験しましょう！より詳しくはこちら。

テレビ番組監修・イベント等のお知らせ

• 「ネイチャーティーチャー」（TBS）に出演しました。Tverにて11月3日（火）まで配信中です。

• サタプラ（MBS）にて「日常に潜む！ピンチ脱出法について」のコーナーに出演しました。Tverにて11月7日（土）まで配信中です。

• 11/4（水）ZIP（日本テレビ）のコーナー（7:20分ころ放送予定）にて科学監修を担当しました。前回は夏に一度出演しましたが、今回は監修のみです。日常に潜む科学をぜひご覧ください。

• 11月27日（金）　テレビ監修番組放送予定
• 12月26日（土）　ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催

１１月のイチオシ実験！

どうして結露は起こるのか？結露を防ぐためには？実験で確かめよう！

書籍のお知らせ

• 『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。
  『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。
  

各種SNS（更新情報をお届け！）

【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook　【英語】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。