Иногда в 25-м задании ЕГЭ видим вопрос о применении бертолетовой соли. Правильный ответ на него: "Производство спичек". Предлагаю разобраться детально с химическим составом спичечных головок и коробков. Может быть, это поможет запомнить область применения хлората калия.
Спички в том виде, в котором мы их знаем, и на которые было налажено промышленное производство, появились во Франции в начале 19-го века. Изобрёл их химик Жан Шансель. Состав головки, которая зажигалась от соприкосновения с концентрированной серной кислотой, уже тогда содержал бертолетову соль, смешанную с серой и киноварью (сульфидом ртути). Это были химические спички и, как видим по составу, были они совсем не безопасны. Примерно через двадцать лет английский аптекарь Джон Уокер изменил состав зажигательной смеси: сульфид сурьмы, камедь (липкое вещество, выделяющееся на стволах кустарников и деревьев в ответ на повреждения) и всё та же бертолетова соль. Зажигались такие спички ("серники") по ходу трения о наждачную бумагу. Вскоре появилась ещё одна версия спичек с новым составом головки: белый фосфор, клей и снова бертолетова соль. Изобретателем стал французский химик Шарль Сориа. Ядовитость этих спичек была так сильна, что их с успехом использовали даже те, кто решил свести счёты с жизнью.
Работы по созданию удобных и дешёвых спичек продолжались и в 1836 году появилось нечто, похожее на современные спички. Австрийский химик Пауль Троттер Майснер собирался показать своим студентам эксперимент, в котором сера должна была загореться от трения с диоксидом свинца. Возгорания не случилось, но один из студентов, наблюдающий за профессором, сообразил, что вместо серы нужно взять фосфор, а головки спичек покрывать диоксидом свинца. Студента звали Янош Ирини и именно он является изобретателем спичек, производство которых стало промышленным. Изобретение Ирини не остановило дальнейшие работы со спичками, состав зажигательной смеси менялся и улучшался ещё много раз.
Современные спички имеют головку, состав которой - клей, смешанный с бертолетовой солью, бихроматом калия, сера, сульфид фосфора P4S3, диоксид марганца, молотое стекло, оксид цинка, оксиды свинца. Боковая часть спичечного коробка покрыта другим составом: сульфид сурьмы (III) и красный фосфор, молотое стекло, оксид железа (III), белая глина, мел. Как видим, состав сложный, многокомпонентный - это для того, чтобы воспламенение и горение происходило без взрывов, ровно, достаточно долго.
Суть возгорания спички состоит в том, что в момент трения красный фосфор переходит в белый, именно он самовоспламеняется и создаёт в моменте высокую температуру, от которой начинается разложение окислителей головки:
2KClO3 (кат.MnO2) = 2KCl+3O2 и
4K2Cr2O7 = 4K2CrO4+2Cr2O3+3O2
Под действием кислорода воспламеняется сера (отсюда запах сернистого газа), а сульфид фосфора и клей служат горючим. Скорость горения (не взрыв) регулируется молотым стеклом, оксидами железа и цинка. А чтобы весь красный фосфор мгновенно не перешёл в белый, его частицы разделены молотым стеклом и всеми остальными компонентами намазки.
Как делают спички от Музея спичек.
