Сірники: історія і розвиток

Размещено на http://www.allbest.ru/

сірник вогонь хімічний запалювання

Реферат

Сірники: історія і розвиток

Сірнимк -- дерев'яна паличка для створення вогню за потреби. Сірники зазвичай виготовляються з дерева або іноді з грубого паперу (картону). Дерев'яні сірники продаються в коробках, а паперові сірники - в пакетиках або книжечках. На одному кінці сірник має голівку, вкриту запалювальною речовиною і енергетичним окислювачем.

1. Історія виникнення сірника

Раніше вогонь отримували механічним способом -- через тертя або удар. Перші пристосування для одержання вогню на хімічних реакціях з'явилися в кінці 18 сторіччя. Перші сірники з'явились в 30-х роках 19 ст. в Англії. Вони були мало подібні до сучасних. Сірник того часу являв собою паперову трубочку, на один кінець якої наносили суміш хлористого калію з цукром, а поряд ставили маленьку скляну пляшечку з сірчаною кислотою. Пляшечку розбивали, і кислота, потрапляючи на суміш, викликала спалах. Виробництво сірників одночасно виникло у Франції, Німеччині, Росії та деяких інших країнах. Використання фосфору для одержання вогню було вперше використано у 1816 р., але перші сірники були винайдені тільки в 1833 р., коли в масу сірникових головок був введений білий фосфор - надзвичайно вогненебезпечна й отруйна речовина, дуже шкідлива для здоров'я людини. З огляду на шкідливість білого фосфору на перших сірникових мануфактурах Англії працювали переважно діти бідних вдів. Виготовлені таким способом голівки сірників легко запалювалися при терті об шорстку поверхню. Перші безпечні сірники почали виробляти у Швеції в 1855 р. Від того вони дістали свою першу назву «шведських сірників». Данія другою почала виробляти сірники у 1874 р., а пізніше й інші країни замінили шкідливий білий фосфор жовтим. В 1903 р. Міжнародний конгрес ужиткової хімії висловився за цілковиту заборону виробництва сірників із застосуванням білого фосфору.

До XVIII ст. сірник мав такий вигляд: на кінчик палички наносилася головка із сірки, яка загорялася у разі притискання до тліючого матеріалу, просоченого селітрою. Так з'явилися перші сірники, але вони відігравали лише допоміжну роль, тому що не загорялися ні від удару, ні від тертя.

Після відкриття хіміка К. Л. Бертолле (вогонь виникає, якщо на бертолетову сіль капнути сірчаною кислотою) в різних країнах світу розпочалися тривалі пошуки з метою створення сірників з кінцем, на який би наносилася та чи інша хімічна речовина, здатна загорятися за певних умов. У літературних джерелах можна знайти дуже багато імен і дат, пов'язаних з винаходом сірників. Наведемо деякі з них.

У 1812 р. Шапсель запропонував сірники, головка яких складалася із суміші сірки, бертолетової солі і барвника. Такі сірники запалювалися за сонячної погоди за допомогою двоопуклої лінзи, а в інших випадках -- при дотику з краплиною сірчаної кислоти. Сірники були дуже дорогі й небезпечні.

У 1817 р. англійський аптекар Валкер виготовив сірник, головка якого складалася із сірки, сульфіду стибію і хлорату натрію. Пізніше у 1831 р. француз Шарль Сорія і австрієць Стефан фон Роемер (Ремер) запропонували додавати в головку сірника фосфор, що полегшувало запалювання тертям. Великим недоліком фосфорних сірників було те, що білий фосфор дуже отруйний. Від його пари працівники фабрик внаслідок швидкого отруєння втрачали працездатність. Крім того, такі сірники могли загорятися від удару або тертя один об одний, що призводило до масових пожеж.

У 1847 р. Шретер відкрив неотруйний аморфний червоний фосфор. Після цього німецький хімік Бехтер приготував суміш із сірки, бертолетової солі та клею і наніс її на палички, покриті парафіном. У зв'язку з тим, що таку суміш важко було запалити тертям, він на тертьову поверхню наніс певну кількість червоного фосфору. Нові сірники горіли рівним жовтим полум'ям, не даючи ні диму, ні неприємного запаху, притаманного фосфорним сірникам.

Уперше «безпечні» сірники почали випускати в Швеції у 1851 р. брати Лундстреми, тому їх довгий час називали «шведськими». У таблиці наведено склад сучасних сірників.

2. Хімічний склад сірників

Процес займання сучасних сірників такий: при терті сірникової голівки об намазку на коробці відбувається екзотермічна реакція між червоним фосфором (в намазці) і бертолетовою сіллю (в голівці сірника). Від тепла цієї реакції відбувається займання сірникової голівки.

Окислювачем у складі сірникової голівки є поки виключно КСlO3 - речовина, що дуже легко віддає свій кисень. Запалом служить сірка і тваринний (кістковий) клей. Вибір запалу обгрунтований як хімічно, так і технологічно: суміш КСlO3 + S має порівняно низьку температуру спалаху (220°С) і забезпечує легкість займання суміші; тваринний клей вводиться у вигляді водного розчину (при сушінні вода видаляється), створює необхідну консистенцію маси і оберігає при зберіганні голівки сірників від вологи. Проте зазвичай запалювальні сірникові суміші містять 6-8 компонентів, оскільки в них входять ще каталізатори, що прискорюють розкладання бертолетової солі (MnO2, К2Сr2О7), наповнювачі (залізний сурик Fe3O4, цинкові білила ZnO та ін.), речовини, що підвищують чутливість сірникової голівки до тертя (мелене скло), а також органічні барвники.

Розглянемо, як відбувається загоряння сірника. Якщо терти сірником по смужці для тертя, то загоряється червоний фосфор (80 °С). Цієї енергії достатньо для того, щоб загорілася сірка, яка входить до складу сірника. Але для того щоб загорілася деревина (300 °С), сірник біля головки покривають парафіном, при згорянні пари якого виділяється потрібна для цього енергія.

3. Види сірників

Існує два види сірників: запалювальні і спеціальні. Запалювальні сірники бувають безпечного типу -- такі, що запалюються тільки при терті об намазку сірникової коробки. Інший тип сірників всюдизапальні -- такі, що загоряються при терті об будь-яку шорстку поверхню і мають у складі сірникової головки сульфід фосфору. Іноді до складу сірникової голівки додають речовини, що понижують її водопроникність, - параформальдегід, танін та ін., (їх застосовують у місцевостях з гарячим вологим кліматом). Запалювальні сірники виготовляються дерев`яного та квадратного типу в країнах Європи. В США, Англії і деяких інших країнах -- їх виробляють з картону і випускають у коробках, а також у вигляді книжечок; рідше виготовляють воскові сірники.

Спеціальні сірники -- це термічні сірники, що дають під час горіння високу температуру; сигнальні, при горінні яких утворюється яскраве кольорове полум`я; фотографічні, що замінюють магній при фотографуванні, та штормові, що не бояться вологи і горять на вітрі та під дощем.

Використана література

1. Семёнов А.С. Спичка и её предки. М.-Л., 1927.

2. Шильдкрут В. За качество экспортных спичек. М.-Л., 1934.

3. Справочник спичечника. Т.1. - Химическая технология. М.-Л., 1947.

4. Быстров Г.П. Спичечное производство, М.-Л., 1950.

5. Быстров Г.П. Спичечный автомат, М.-Л., 1951.

6. Звягин Б.Н., Полухин Ю.Ф. Технология спичечного производства. М., 1976.

7. Зыков Ф.И. Производство спичек. М., 1980.

Размещено на Allbest.ru