自由研究に花火はどう?花火の色の仕組みや大きさはどうやる?

自由研究 花火

夏になるとあちこちで花火大会をやっているし、お店にも手持ち花火などがたくさん売られていますね。

普通の感想としては花火ってきれいだな!で終わるわけですが、この花火を自由研究にしてみませんか?

どうして花火はあんな風に空でいろんな色や形になるのだろう?と思いますよね。
打ち上げ花火はできませんが、どうして色が変わるのか?ということを実験できます
よかったら試してみてください。

花火の色はどうやってつけているか?

花火が色とりどりになるのは「炎色反応」を利用しているからです。
元素を使って色をつけています。
これ自体の内容は化学的になるので中学生か高校生の自由研究レベルになるかと思いますが、単純にそれらが入っている物質を燃やすことで起こる色の違いの実験だけであれば小学生でも大丈夫かと思います。

  • 赤(リチウム)(ストロンチウム)
  • 黄(ナトリウム)
  • 赤紫(カリウム)
  • 橙赤(カルシウム)
  • 黄緑(バリウム)
  • 青緑(銅)
  • 銀(アルミニウム)
  • 金(チタン合金)

バリウムなどは胃の検査のときに飲むようなものだし、カルシウムなどは骨を丈夫にするものですが、けっこう身近なもので色をつけているのです。

色の仕組みを研究しよう!

材料費は2、3000円ほどですが、家にあるものを利用したりすれば多少は安くなるかもしれません。

<材料>

  • 精製水
  • 無水エタノール
  • スポイト(100円ショップ習字コーナーにあり)
  • アルミケース(お弁当用のアルミカップ)
  • ホウ酸
  • ミョウバン
  • カルシウムのサプリ
  • 食塩

この実験は4色の色ができます。
ホウ酸・ミョウバン・カルシウム・ナトリウム(塩)の4種類です
この材料は粉にしておいてください。カルシウムのサプリだけ粒なのでビニールに入れて砕いてください。

  1. アルミカップを4コ並べて、中に精製水を少量入れてください。
  2. 4種類の粉をそれぞれのアルミカップに耳かき1、2杯程度入れて解かしてください。
  3. エタノールをスポイトで吸って1mlほどカップにそれぞれ入れてください。
  4. 部屋を暗くしてカップに火をつけてください。
  5. 4色の炎ができたと思います。

もっとたくさんの色を見たい場合は上記に書かれている成分の入った物質を用意して同じように解かしてエタノール入れて火をつければ違った色の炎が見れますよ。

たとえば、青い折り紙を灰皿の上などに置き点火します。
すると青緑色の炎色反応が見れます。
紙が青だから青の炎なのではなく、折り紙の顔料(青色の着色料)に銅が混じっているためです。

花火の大きさと中身はどうなっているの?

花火の玉はテレビなどでみたことあるのではないでしょうか。
スイカみたいにまんまるの玉に導火線がぴゅっと飛び出ているものです。

<花火の玉と大きさ>

3号玉:直径100m・打ち上げ高さ120m
5号玉:直径150m・打ち上げ高さ200m
10号玉(1尺玉)直径280m・打ち上げ高さ300m

世界最大花火は4尺玉で、玉の直径が120cmで重さが420kgです!!
高さ800mに打ち上げられて花火の大きさが800mなんです。
地面すれすれの大きさですね。
この花火は全国で2か所しかありません。
めったに見れられない花火です。

花火の断面を見ると、中心に割り火薬・中央に咲く星・割り火薬・外側に咲く星・玉皮(一番外側を包む紙)で構成されています。
この構造では一般的な丸い花火で小さい丸と大きな丸の2色の花火が打ちあがります。

さらに割り火薬を入れて外側に咲く星を入れると3色の花火が打ちあがります。
このように丸い玉の中にいろいろな形になるように火薬を配置しています。


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まとめ

今回は自由研究を花火にしようをまとめてみました。
火を使うので小学生は大人と一緒に実験してください。
書かれている4色の実験以外ですと入手するのがちょっと難しいかもしれません。
薬品の量を多くするとか混ぜてみるとか様子を見ながらいろいろ試してみてください。
暗い中での実験は幻想的で楽しいですよ!

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