Хімія головки сірника

Хімія головки сірника пройшла цікаві етапи свого розвитку. А почалося все з того, коли висікання іскор при ударі каменю про шматок піриту FeS2 і підпалювання ними обвуглених шматків дерева або рослинних волокон, було практично єдиним способом отримання вогню людиною.

Перші сірники, засновані на хімічних реакціях, почали робити в кінці 18 ст. Спочатку це були дерев'яні лучинки, на кінчику яких у вигляді голівки закріплювалися хлорат калію (бертолетова сіль КСlO3) і сірка. Головка сірники занурювалася в сірчану кислоту, відбувалася спалах і лучинка спалахувала.

Найважливішим етапом розвитку хімії на шляху до сучасних сірників було введення до складу маси сірникової головки білого фосфору (1833). Такі сірники легко запалювалися від тертя об шорстку поверхню. Однак при горінні вони створювали неприємний запах і головне, їх виробництво було дуже шкідливо для робітників. Пари білого фосфору приводили до найтяжчого захворювання - фосфорному некрозу кісток.

У 1847 р було встановлено, що білий фосфор при нагріванні в закритій посудині без доступу повітря перетворюється в іншу модифікацію - червоний фосфор. Він набагато менш летючий і практично не отруйний. Незабаром білий фосфор в голівках сірників був замінений на червоний. Такі сірники запалювалися лише при терті про спеціальну поверхню з червоного фосфору, клею та інших речовин.

Існує кілька різновидів сучасних сірників. За призначенням розрізняють сірники, які запалюються в звичайних умовах, влагоупорние (розраховані на запалювання після зберігання у вологих умовах), вітрові (зажигающиеся на вітрі) і ін.

При згорянні сірники необхідно в цілях безпеки отримати нетлеющій вугіллячко від соломки та утримати на ньому розпечений шлак від згорілої головки. Для усунення тління соломки та закріплення шлаку від головки соломку просочують речовинами, що утворюють на її поверхні при горінні плівку. Завдяки цій плівці припиняється згоряння вугілля. Вона ж закріплює шлак від головки сірника. Як протівотлеющіх речовин використовують фосфорну кислоту і її сіль (NH4) 2 НРO4.

Для забезпечення ефективного переходу полум'я від головки до соломки остання близько головки просочується розплавленим парафіном. Парафін легко запалюється при горінні головки і дає яскраве полум'я, що важливо в разі використання сірники як джерела світла. Крім того, він безпечний при зберіганні сірників, не виділяє при горінні кіптяви, диму або шкідливих газів.

За період більш ніж 150 років хімія головки сірника налічує велику кількість рецептур запальних мас. Вони є складними багатокомпонентними системами. У них входять: окислювачі (КСlO3. К2 Сr2 O7. МnO2), що дають кисень, необхідний для горіння; горючі речовини (сірка, тваринні та рослинні клеї, сульфід фосфору P4 S3); наповнювачі - речовини, що запобігають вибуховий характер горіння головки (подрібнене скло, Fe2 O3); склеюють речовини (клеї), які одночасно є і горючими; стабілізатори кислотності (ZnO, СаСО3 і ін.); речовини, що забарвлюють сірникову масу в певний колір (органічні і неорганічні барвники).

Температура горіння сірникових головок досягає 1500 0 С, а температура їх займання лежить в межах 180-200 0 С.

Фосфорна (терочная) маса також є багатокомпонентної. Вона наноситься на вузькі бічні зовнішні боку сірникової коробки. До складу найбільш поширеною терочной маси входять: червоний фосфор, сульфід сурми (3) Sb2 S3. залізний сурик Fe2 O3. пиролюзит MnO2. крейда СаСО3. клей.

Слід зазначити, що реакція, що протікає при згорянні головки сірника, - це один з найбільш бурхливих і небезпечних хімічних процесів. Тому звернення з сірниками вимагає до себе поважного ставлення.