Вы, наверняка, знаете, что огонь в древности добывали явно не тем способом, к которому привыкли мы. Для этого брали две палочки и долго и упорно терли друг о друга до появления искры. Позже для этого стали использовать кремень – камень, ударяя друг о друга которые также получали заветную искру. Кремень с химической точки зрения – это минерал на основе оксида кремния (SiO2). При ударе о кремень другого камня или стального бруска высекаются искры (кстати, справедливости ради стоит сказать, что принцип работы кремня не забыт – он лежит в основе работы любой современной зажигалки). И так продолжалось бы очень долго (а кремнем пользовались вплоть до XIX века), если бы не случайное (любят историки химии это слово) открытие в 1669 году алхимиком Х. Брандом фосфора. Именно это открытие позже полностью перевернуло возможности человека по добычи огня: теперь достаточно было чиркнуть спичкой о спичечный коробок. Ну почему именно фосфор? Во-первых, фосфор – отличный восстановитель (в ходе химических реакций он отдаёт 5 электронов: Р0 -5е-=Р+5). А, во-вторых, одна из его аллотропных модификаций – белый фосфор – обладает повышенной реакционной способностью, легко воспламеняясь при небольшом трении (особенно, если в смесь добавлен и окислитель). Из чего изготавливались известные спички?
Первые спички, всё-таки, изготавливались не из фосфора, а из смеси серы, бертолетовой соли и сульфида сурьмы. Зажигались они о наждачную бумагу и назывались серными (понятно, почему). Дата промышленного запуска таких спичек – 1826 год. Упрощенно реакцию, протекающую при загорании такой спички, можно выразить следующим уравнением химической реакции:
3S + 2KClO3 = 2KCl + 3SO2
А вот первые спички на основе фосфора появились совсем скоро – в 1830 году и изготавливали их уже из белого фосфора. Как уже было сказано, белый фосфор - это одна из аллотропных модификаций (вспомните, что это такое) фосфора, имеет молекулярную кристаллическую решетку (формула Р4), самовоспламеняется на воздухе, ядовит. Последнее обстоятельство очень часто использовалось в криминальных целях (вспомните хотя бы, чем отравилась Любинька в «Господах Головлевых» М. Е. Салтыкова-Щедрина). Для исключения самовоспламенения такие спички покрывали специальным лаком, который удалялся при трении спички о зажигательную поверхность. Упрощенно реакцию, протекающую при загорании такой спички, можно выразить следующим уравнением химической реакции:
3P4+ 10KClO3 = 10KCl + 6P2O5
На смену спичек из белого фосфора пришли, так называемые шведские спички. Их изобрел шведский химик (опять очевидное название) Йохан Лундстрем в 1855 году. Он заменил опасный белый фосфор на красный - другую аллотропную модификацию фосфора, который, в отличие от своего предшественника, имеет атомную кристаллическую решетку, не самовоспламеняется и гораздо менее ядовит. Это стало возможным благодаря открытию реакции превращения белого фосфора в красный при нагревании в 1847 году:
Р4 → 4Р
Также в шведских спичках красный фосфор наносился и на намазку на коробке.
В немного модернизированном виде шведские спички используются и сегодня. Основное отличие заключается лишь в том, что сам красный фосфор добавляют не в спичечную головку, а на намазку (по ГОСТу такая намазка на 30,8% состоит из красного фосфора). Также современные спички отличает большое количество добавок, как в спичечную головку (бертолетова соль KClO3, стекло молотое SiO2, свинцовый сурик Pb3O4, сера и т.д.), так и в намазку (антимонит Sb2O3, железный сурик Fe2O3 и т.д.).
И теперь, просыпаясь с утра, мы имеем такую удивительную возможность, ценность которой даже и не осознаём: зажечь газ с помощью спичек и выпить чашку ароматного кофе. Хотя, во многих современных квартирах газовые плиты содержат электрический включатель, да и плиты уже чаще используются электрические… Вытиснит ли всё это спички из нашего обихода? Время покажет…