Historia zapałek chemicznych

Chemia rozpalania ognia za pomocą zapałek

Zapałka wykorzystuje reakcję chemiczną do wytworzenia płomienia. Tim Oram, Getty Images

Jeśli potrzebujesz rozpalić ogień ścierasz patyki, czy wyrywasz podręczny krzemień? Prawdopodobnie nie. Większość ludzi używałaby zapalniczki lub zapałki do rozpalenia ognia. Zapałki pozwalają na uzyskanie przenośnego, łatwego w użyciu źródła ognia. Wiele reakcje chemiczne generują ciepło i ogień , ale zapałki to całkiem nowy wynalazek. Zapałki są również wynalazkiem, którego prawdopodobnie nie chciałbyś powielić, gdyby cywilizacja skończyła się dzisiaj lub utknąłeś na bezludnej wyspie. Chemikalia używane w nowoczesnych meczach są ogólnie bezpieczne, ale nie zawsze tak było:

1669 [Hennig Brand lub Brandt, znany również jako dr. Krzyżacki]

Brand był hamburskim alchemikiem, który odkrył fosfor podczas jego prób odwrócenia się podstawowe metale w złoto . Pozwolił na kadź mocz stać, aż zgnije. Powstały płyn zagotował na pastę, którą podgrzał do wysokiej temperatury, aby opary mogły zostać wciągnięte do wody i skondensowane w… złoto. Brand nie otrzymał złota, ale uzyskał woskowo białą substancję, która świeciła w ciemności. To był fosfor, jeden z pierwszych elementy do wyizolowania inne niż te, które istnieją w naturze wolne. Odparowując mocz wytworzył się wodorofosforan amonowo-sodowy (sól mikrokosmiczna), który po podgrzaniu dał fosforyn sodu. Po podgrzaniu węglem ( węgiel drzewny ) rozkłada się na biały fosfor i pirofosforan sodu:
(NH₄)NaHPO₄—› NaPO₃+ NH₃+ H_dwaO
8 A tam₃+ 10C —› 2Na₄P_dwaO₇+ 10 CO + P₄
Chociaż Brand starał się utrzymać swój proces w tajemnicy, sprzedał swoje odkrycie niemieckiemu chemikowi Krafftowi, który wykazywał fosfor w całej Europie. Wyciekły wiadomości, że substancja została zrobiona z moczu, czyli wystarczyło Kuncelowi i Boyle'owi wypracować własne sposoby oczyszczania fosforu.

1678 [Johann Kunckel]
Knuckel z powodzeniem wytwarzał fosfor z moczu.

1680 [Robert Boyle]

Sir Robert Boyle pokrył kawałek papieru fosforem, z osobną drzazgą pokrytego siarką drewna. Kiedy drewno zostało przeciągnięte przez papier, zapaliło się. Fosfor był wówczas trudno dostępny, więc wynalazek był tylko ciekawostką. Metoda Boyle'a izolowania fosforu była bardziej wydajna niż Branda:

4NaPO₃+ 2SiO_dwa+ 10C —› 2Na_dwaTo nie jest₃+ 10 CO + P₄

1826/1827 [John Walker, Samuel Jones]

Walker przypadkowo odkrył zapałkę tarcia wykonaną z antymon siarczek, chloran potasu, guma i skrobia, powstające z wysuszonej kropli na końcu patyczka używanego do mieszania mieszaniny chemicznej. Nie opatentował swojego odkrycia, chociaż pokazał je ludziom. Samuel Jones zobaczył demonstrację i zaczął produkować „Lucyfery”, które były zapałkami sprzedawanymi w południowych i zachodnich stanach USA. Podobno Lucyferzy potrafili zapalić się wybuchowo, czasami rzucając iskry na znaczną odległość. Wiadomo było, że mają silny zapach „fajerwerków”.

1830 [Karol Sauria]

Sauria przeformułowała mecz używając białego fosforu, co wyeliminowało silny zapach. Jednak fosfor był śmiertelny. Wiele osób rozwinęło zaburzenie znane jako „pękająca szczęka”. Dzieci, które ssały zapałki, rozwinęły deformacje szkieletu. Pracownicy fabryki fosforu chorowali na kości. Jedna paczka zapałek zawierała wystarczającą ilość fosforu, by zabić człowieka.

1892 [Jozue Pusey]

Pusey wynalazł zapałkę, jednak umieścił uderzającą powierzchnię wewnątrz księgi, aby wszystkie 50 zapałek zapaliło się jednocześnie. Firma Diamond Match Company kupiła później patent Puseya i przeniosła uderzającą powierzchnię na zewnątrz opakowania.

1910 [Firma zapałek diamentowych]

Dzięki ogólnoświatowemu naciskowi na zakaz stosowania zapałek z białym fosforem firma Diamond Match Company uzyskała patent na nietrującą zapałkę, w której zastosowano półtorasiarczek fosforu. Prezydent USA Taft zażądał, aby Diamond Match zrezygnował z patentu.

1911 [Firma zapałek diamentowych]

Diamond złożył swój patent 28 stycznia 1911 r. Kongres uchwalił prawo nakładające zaporowo wysoki podatek na zapałki z białym fosforem.

Dzień dzisiejszy

Zapalniczki butanowe w dużej mierze zastąpiły zapałki w wielu częściach świata, jednak zapałki są nadal produkowane i używane. Na przykład firma Diamond Match Company produkuje ponad 12 miliardów zapałek rocznie. W Stanach Zjednoczonych rocznie używa się około 500 miliardów zapałek.

Alternatywą dla zapałek chemicznych jest stal ogniowa. Stal przeciwpożarowa wykorzystuje młotek i magnez do wytwarzania iskier, które mogą być użyte do rozpalenia ognia.

Źródła

• Crass, MF, Jr. (1941). „Historia przemysłu zapałek. Część 5.” Journal of Chemical Education . 18 (7): 316–319. doi: 10.1021/ed018p316
• Hughes, JPW; Baron R.; Buckland, D.H., Cooke, M.A.; Craig, JD; Duffield, DP; Grosart, A.W.; Parkes, P.W.J.; & Porter, A. (1962). 'Martwica fosforowa szczęki: współczesne badanie: z badaniami klinicznymi i biochemicznymi.' Bracie. J. Ind. Z . 19 (2): 83–99. doi: 10.1136/oem.19.2.83
• Wiśniak, Jaime (2005). — Zapałki — produkcja ognia. Indian Journal of Chemical Technology . 12: 369–380.