Спички детям не игрушки!

Привет! Как Вы уже догадались, сегодня статья для самых маленьких :) Поговорим о спичках, их принципе действия с точки зрения химии и истории создания.

История [1]

Первыми портативными приспособлениями для получения огня были лупа и огниво. Но уже в VI веке появились первые «спички», представляющие собой сосновые палочки с серой на конце. Поджигались такие «спички» маленьким угольком, поскольку трение в данном случае бесполезно.

S + O2 → SO2

Новое дыхание «химические спички» получили с открытием Брандом фосфора в XVII веке. Но получившееся изобретение загоралось настолько хорошо (напомним, что белый фосфор самовоспламеняется на воздухе), что его приходилось хранить в достаточно герметичных условиях. Даже при низкой степени очистки вещества, достаточно было искры от соприкосновения двух таких «спичек», чтобы загорелись сразу две!

P4 + 5O2 → 2P2O5

Спички, близкие к тем, что мы с вами используем, придумал Бёттгер. Он разделил горючий состав на наносимый на коробок и на головку спички. Также он заменил белый фосфор красным и добавил бертолетку для быстрого воспламенения.

6P + 5KClO3 → 5KCl + 3P2O5

В первую очередь, Бёттгер известен по опыту «Вулкан Бёттгера», демонстрация которого есть в нашей группе. К сожалению, он запрещён во многих школах ввиду токсичности солей хрома (VI) [2].

Состав и горение [3]

Как уже было сказано ранее, состав «тёрки» и головки спички совершенно разный. Если посмотреть ГОСТ на эту тему, то соотношение примерно следующее:

«Тёрка»: 42% Sb2S3, 31% P(кр.), 13% Fe2O3, 14% клея и других вспомогателных компонентов;
Головка: 47% KClO3, 17% SiO2, 15% Pb3O4, 4% S, 1,5% K2Cr2O7, 25,5% клея и других вспомогательных компонентов.

Конечно, вещества могут различаться качественно и количественно от марки к марке, но принцип одинаков для всех:

1) Выделение кислорода и горение серы:
2KClO3 → 2KCl + 3O2
S + O2 → SO2.

2) Горение сульфидов фосфора и сурьмы:
3KClO3 + Sb2S3 → 3KCl + Sb2O3 + 3SO2
16KClO3 + 3P4S3 → 16KCl + 3P4O10 + 9SO2.

Процесс идёт с регулируемой скоростью засчёт введённых в смесь молотого стекла и железного сурика.

А на этом всё! Любите химию :)