焰色反应，也称作焰色测试及焰色试验，是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时，使火焰呈现特征的颜色的反应。在化学上，常用来测试某种金属是否存在在于化合物。同时利用焰色反应，人们在在烟花中有意识地加入特定金属元素，使焰火更加绚丽多彩。
当碱金属及其盐在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出。
而放出的光的波长在可见光范围内(波长为400nm～760nm)，因而能使火焰呈现颜色。但由于碱金属的原子结构不同，电子跃迁时能量的变化就不相同，就发出不同波长的光，从焰色反应的实验里所看到的特殊焰色，就是光谱谱线的颜色。每种元素的光谱都有一些特征谱线，发出特征的颜色而使火焰着色，根据焰色可以判断某种元素的存在。
常见的焰色反应：含钠元素Na—黄；含锂元素(Li)—紫红；含钾元素(K)—浅紫(应透过蓝色钴玻璃观察，因为钾里面常混有钠，黄色掩盖了浅紫色)；含铷元素(Rb)—紫；含钙元素(Ca)—砖红色；含锶元素(Sr)—洋红；含铜元素(Cu)—绿；含钡元素(Ba)—黄绿；含钴元素(Co)—淡蓝；……
焰火就是焰色反应最具体的表现。
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