불꽃반응

요약 알칼리금속이나 알칼리토금속의 성분을 포함하는 물질을 겉불꽃에 넣으면 특유의 불꽃색이 나타나며  이를 불꽃반응이라 한다. 불꽃놀이, 시료의 성분확인 등에 이용되며 금속을 구분하는 선스펙트럼에도 이용된다.

불꽃반응

나트륨, 리튬, 칼륨, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 구리 등 겉불꽃 속에서 나트륨은 노란색을, 리튬은 빨간색, 칼륨은 보라색을 나타내는 등 특유의 색을 나타낸다. 이들 성분을 포함하는 물질도 마찬가지로 물에 녹여 깨끗한 백금선이나 니크롬선에 묻혀 반응시켜도 같은 결과를 얻을 수 있어서 성분확인을 할 때도 쓸 수 있다. 이때 실험을 한 번 하고 나서 사용한 시료가 남아 있지 않도록 묽은 염산에 씻고 다른 물질을 묻혀 실험해야 정확한 불꽃색이 나타난다.

불꽃반응과 겉불꽃

불꽃반응은 겉불꽃에서 관찰해야 하는데 이는 겉불꽃이 가장 온도가 높고 주변에 산소가 많아 산화가 촉진되어 반응이 빨리 일어나게 하기 때문이다. 반면에 속불꽃은 산소공급이 불충분하고 환원작용이 강해 불꽃반응이 잘 일어나지 않기 때문에 불꽃반응을 관찰하기에 적절하지 못하다. 겉불꽃은 불꽃모양 주위의 무색의 불꽃이므로 실험 시 구별이 어렵기 때문에 불조절을 잘해야 한다.

불꽃반응과 선스펙트럼

불꽃반응은 알칼리금속이나 알칼리토금속에서 주로 나타난다. 이들은 전자배치가 단순하여 전자들이 거의 정해진 파장의 빛을 흡수하여 들떴다가  다시 이를 방출하며 바닥상태로 안정화될 때 특정 영역의 빛을 내놓는다. 가시광선 영역이면 색깔 있는 빛으로 보인다. 예를 들어 방출된 빛의 파장이 650nm 근처이면 붉은색으로, 450nm 근처의 빛이면 파란색으로 보인다. 리튬과 스트론튬처럼 같은 빨간색을 나타내는 것은 분광기로 보면 서로 다른 전자파대역에서 발광하는 선스펙트럼이 나온다. 이와 같이 불꽃의 색이 비슷한 금속은 선스펙트럼을 조사하여 구별한다.