Как спичка зажигается и виды спичек

Содержание

Закон в России о спичках XIX века

Физико-химический процесс зажигания спички

Каждый день люди встречаемся с необычным явлением. С тем самым явлением — чудом, которое титан Прометей принес человечеству, за что и был наказан разгневанными богами. Это чудо хранится скромной деревянной коробочке и называется стачками.

Впрочем, вы вправе спросить, — какое же это чудо, что может быть проще спички?

Но вспомним, сколько веков понадобилось людям, чтобы изобрести простенькую спичку.

Открытие Шарля Сориа

В 1831 году были изобретены предшественники современной спички — фосфорные спички. Их изобрел девятнадцатилетний француз Шарл Сориа.

Сориа было известно, что смесь бертолетовой соли с серой взрывается при ударе. К этой смеси юный экспериментатор добавил белый фосфор.

В эксперименте, все лучинки, смазанные таким составом, стали воспламеняться при трении о любой предмет, так как белый фосфор загорается уже при температуре 50 ℃.

Сориа не удалось зарегистрировать патент на изобретение — это стоило больших денег. Поэтому через год спички были изобретены вновь немецким учителем Камерером.

Спички в России

В Россию, впервые, фосфорные спички попали 1836 году. Первые импортные спички продавали по фантастической цене того времени, более рубля за сотню.

Цены, естественно, снизились, когда год спустя в Петербурге была открыта первая русская фабрика «по выделыванию зажигательных спичек». Через пять лет таких фабрик было уже девять. Рекордное количество фабрик – 263, было зарегистрировано в 1882 году.

Со временем, импорт спичек сошел на нет, а отечественные спички стоили довольно дешево — по пятаку за сотню. Входящий в состав фосфорных спичек белый фосфор ядовит и взрывоопасен, поэтому и производство, и потребление спичек были сопряжены с отравлениями и пожарами.

Со временем это приняло столь катастрофические формы, что уже в 1862 году было издано распоряжение об ограничении продажи белого фосфора.

Во многих странах фосфорные спички были запрещены еще в конце прошлого века, сейчас их нигде не делают.

Закон в России о спичках XIX века

Первый в России закон о спичках появился 29 ноября 1848 года. В то время в деревнях и городах свирепствовали пожары.

Спички стали козлом отпущения. Николай I, «обратив особое внимание на чрезвычайное распространение употребления зажигательных спичек, усмотреть изволил, что при случившихся в текущем году пожарах, потребивших в одних городах более как на 12 000 000 рублей серебром обывательских имуществ, поджигатели весьма часто совершали свое преступление посредством спичек».

Закон предусматривал, «чтобы заведения для выделки зажигательных спичек допускаемы были в одних столицах… чтобы отпускаемые из фабрик для продажи спички были заделываемы по тысяче штук в жестяные коробочки с приклеенными к сим последним бандеролями, которые должны быть выдаваемы от городских дум, с взысканием за всякий бандероль по рублю серебром в пользу городских доходов».

Кроме того, была запрещена продажа спичек вразнос.

Совершенно ясно, что правительство заботилось не только о борьбе с пожарами, но и о доходах. Высокое обложение спичек акцизным, государственным налогом, привело к тому, что вскоре в России осталась всего одна спичечная фабрика.

Употребление спичек, однако, не только не уменьшилось, но намного возросло. В течение десяти лет в дело идут всякие эрзацы спичек, чаще всего «серянки» — лучинки, покрытые с одного конца серой, которые воспламенялись при помощи трута.

С такими нелегальными «серянками», которые изготовлялись и продавались тайком, число несчастных случаев стало больше, чем до принятия закона.

Правительство Александра II было вынуждено отменить закон 1848 года. Через двадцать один год было издано постановление о разрешении «повсеместно, как в империи, так и в царстве Польском, производить выделку фосфорных спичек и продажу их без особых ограничений…».

Физико-химический процесс зажигания спички

Что же происходит, если вы чиркнули спичкой о шероховатую поверхность коробка.

Прежде всего, воспламенился коробок В состав коричневой намазки коробка входит красный фосфор. Правда, воспламенить его не так-то легко.

Но под действием тепла, а оно возникает при трении, происходит аллотропное превращение: перестраивается кристаллическая решетка, и красный фосфор переходит в белый.

Белый фосфор менее устойчив и более активен, чем красный, -воспламеняется уже при 50 ℃.

Кстати, поверхность коробка не зря делают шероховатой. Головка спички, трется об отдельные выступы, энергия как бы концентрируется на них.

Достаточно небольшого усилия, чтобы вызвать локальный нагрев отдельных микроучастков, следовательно, и воспламенение фосфора.

Но если коробок загорелся, то что же мешает ему сгореть?

Помимо фосфора, в состав намазки коробка входят флегматизаторы — вещества, разъединяющие частички фосфора и поглощающие выделенное тепло. Не будь их, для каждой спички пришлось бы делать отдельный спичечный коробок.

Итак, частички белого фосфора вспыхнули на коробке и подожгли головку спички. И только теперь начинается собственно горение спички. В какие-то доли секунды в спичечной головке проносится настоящий ураган химических реакций.

При температуре около 200 ℃ сера, перешедшая при 115 ℃ в жидкое состояние, начинает взаимодействовать с бертолетовой солью:

2KClO₃ + 3S —> 2KCl + 3SO₂

При температурах 370 – 400 ℃ начинается такая реакция:

2KClO₃ —> 2KCl + 3O₂

Бертолетова соль разлагается, выделяя кислород. Он немедленно вступает в реакцию с серой:

S + O₂ —> SO₂

Сера пока находится в жидком состоянии, но при 441 ℃ она закипает и превращается в пар. Реакция вступает в последнюю фазу — газовую. В это же время идут другие реакции — разлагается калиевый хромпик, горят клеи.

С горящей головки спички огонь перебрасывается на осиновую соломку. Но попробуйте сунуть на секунду лучинку в огонь она не загорится! Соломка спички воспламеняется лишь потому, что под головкой находится тонкий слой парафина.

При вспышке начинает действовать миниатюрный «газовый завод»: парафин закипает, и газообразные углеводороды, входящие в его состав, вспыхивают. Они-то и поджигают древесину.

Наконец, загорается спичка. Начинается во многом еще таинственный, не изученный до конца процесс сухой перегонки древесины. Образуются десятки и сотни самых разнообразных химических соединений.

Они испаряются, претерпевают многочисленные превращения, участвуя в реакциях пиролиза, разлагаются в горячей зоне при недостатке кислорода, выделяя свободный углерод — сажу.

Раскаленные частицы сажи ярко светятся. Все эти мгновенные процессы завершаются во внешней зоне пламени, где при избытке кислорода все сгорает, образуя углекислый газ и воду, и где выделяется большое количество тепла. Появляется доброе, светлое пламя спички.

Но спичку надо еще погасить. Непогасшая, беспечно брошенная спичка может причинить немало бед. Спичка должна сразу погаснуть. Чтобы она не тлела, ее пропитывают фосфорнокислыми солями. При температуре горения они расплавляются и обволакивают уголек. Доступ воздуха к соломке прекращается, и спичка немедленно гаснет.

Виды спичек

Существуют спички, резко отличающиеся от обычных не только размером и цветом, но и химическим составом зажигательной массы и, следовательно, характером горения.

Такими спичками можно пользоваться в дождь и в ветер. У некоторых спичек столь высокая температура горения, что ими можно сваривать металл (например, телефонного кабеля).

Для геологов и строителей выпускают спички, не дающие открытого огня, — тлеющие. Их назначение только одно, чтобы поджигать запал взрывчатки. Вот как устроены некоторые специальные спички.

Охотничьи спички

У них обычная соломка и обычная головка, но кроме соломки и головки у этих спичек есть еще «тело» — дополнительная обмазка. Тело спички состоит из зажигательной массы, содержащей меньше бертолетовой соли и больше наполнителя.

Чтобы спичка не портилась от влаги, ее покрывают лаком. Как явствует из названия, эти спички предназначены для охотников, рыболовов, туристов и для тех, кому случается разжигать костер в любую погоду.

Выиграть традиционное туристское соревнование и быстро разжечь костер одной спичкой, пользуясь охотничьими спичками, проще простого. Их зажигательная масса горит 8 — 10 секунд и дает большое, жаркое пламя.

Штормовые или ветровые спички

Соломка этих спичек тоже обычна, а вот головки у них вообще нет. Зато тело у спички, значительно толще, чем у охотничьих. И состав его иной. Зажигательная масса ветровой спички содержит больше бертолетовой соли (поэтому им и не нужна головка).

Чуткость их очень высока, и горят они в самых сложных условиях, им не страшен даже шторм до 12 баллов. Поэтому ветровыми спичками пользуются, в основном, рыбаки и моряки. Горит спичка тоже около 10 секунд.

Спички цветного огня

Как известно, некоторые соли обладают способностью окрашивать пламя. Если в состав зажигательной массы ввести такие соли, то спички будут гореть цветным пламенем розовым, красным, синим, зеленым.

Но это ближе к пиротехнике, чем к спичечному производству. Выпускают такие спички крайне редко лишь по специальным заказам.

Шведская спичка

«Употребляли эти спички помещики, да и то не все», — говорит Дюковский, один из персонажей рассказа А. П. Чехова «Шведская спичка».

Этот рассказ был написан в 1883 году. С тех пор многое изменилось, и спички перестали быть роскошью. Однако далеко не все знают, что те спички, которые мы употребляем ежедневно, тоже «шведские». Безопасные, шведские, спички изобретены в 1848 году химиком Беттгером.

До семидесятых годов XIX века, эти спички ввозились в Россию шведскими фирмами. И лишь когда истек срок, предусмотренный лицензией, появились и отечественные безопасные спички.

Впрочем, русские фабриканты не сразу признали новые спички. Для их производства требовались большие капиталовложения.

А. Крылов О. Гладкий