Что на головке спички
Спичка. Состав. Горение
Процесс сгорания головки спички. 4000 кадров в секунду:
Спичка состоит из головки и соломки. Головка представляет собой взвесь порошкообразных веществ в растворе клея. В число порошкообразных веществ входят окислители — бертолетова соль и калиевый хромпик, отдающие кислород при высокой температуре, эта температура несколько снижена добавкой катализатора — пиролюзита. Отдаваемым окислителями кислородом, а также кислородом воздуха окисляется содержащаяся в головке сера, при этом выделяется сернистый газ, придающий загорающейся спичке характерный запах, при горении головки образуется шлак с порами, похожий на стекло. Кратковременной вспышки головки было бы недостаточно для поджигания соломки. Но парафин, находящийся под головкой, при её горении закипает, его пары воспламеняются, и этот огонь переносится на спичечную соломку. Для управления скоростью горения в число порошкообразных веществ введены молотое стекло, цинковые белила, железный сурик.
Намазка спичечного коробка, о которую трут спичкой при её поджигании, тоже представляет собой взвесь порошкообразных веществ в растворе клея. Но состав порошкообразных веществ несколько иной. В их число входит сульфид сурьмы(III) и красный фосфор, который при трении головки о намазку переходит в белый фосфор, мгновенно вспыхивающий при контакте с воздухом и поджигающий головку. Чтобы при зажигании не загорелась вся намазка, частички красного фосфора разделены плохо горящими веществами — железным суриком, каолином, гипсом, молотым стеклом.
Из чего делают спички?
Спички делают из древесной палочки (соломки) с головкой, которая воспламеняется при трении о намазку (тёрку). Эту тёрку наносят на боковые стороны спичечной коробки.
Чтобы обеспечить переход пламени от головки к соломке, последнюю около головки пропитывают расплавленным парафином. Спички с непарафинированной соломкой гаснут практически сразу после сгорания головки. Парафин же легко воспламеняется при горении головки и дает яркое пламя.
С момента изобретения шведской спички использовано большое количество рецептур зажигательных масс, из которых изготавливают головки спичек. Они являются сложными многокомпонентными системами. В них входят:
Пиролюзит MnO2 играет двойную роль: катализатора разложения бертолетовой соли и источника кислорода. Оксид железа (III) Fe2O3 также выполняет две функции. Он является минеральной краской (цвет ржавчины) и уменьшает скорость горения массы, делая горение более спокойным.
Температура горения спичечных головок достигает 1500°C, а температура их воспламенения лежит в пределах 180-200°C.
Фосфорная (тёрочная) масса, которую наносят на боковые наружные стороны спичечной коробки, также является многокомпонентной. В состав наиболее распространенной тёрочной массы входят:
Что просходит, когда вы чиркаете спичкой о намазку (тёрку)?
Красный фосфор при трении головки о намазку переходит в белый фосфор, который мгновенно вспыхивает при контакте с воздухом и поджигает в головке смесь бертолетовой соли и серы. В результате окисления серы образуется сернистый газ SO2, придающий спичке характерный резкий удушливый запах. Головка, воспламеняясь, зажигает соломку, которая сгорает с образованием угля.
Реакция, протекающая при сгорании головки спички, – это один из наиболее бурных химических процессов. В больших масштабах она является одной из наиболее опасных.
Чтобы при зажигании не загорелась вся намазка, частички красного фосфора разделяют плохо горящими веществами — железным суриком, каолином, гипсом, молотым стеклом.
Надеемся, что после прочтения этого материала вы, беря в руки обыкновенную спичку, будете относиться к ней с большим почтением, чем до сих пор. Ведь в ней сосредоточена не только большая энергия, но и опыт многих поколений и труд многих людей.
Использованная литература:
Ю. Кукушкин. «Химия вокруг нас. Спички» (Наука и жизнь, 2002)
Когда изобрели спички? История производства спичек
Спи́чка — палочка (черенок, соломка) из горючего материала, снабжённая зажигательной головкой, служащая для получения открытого огня.
Кто изобрел спички
С тех пор,как Прометей подарил людям огонь,перед человечеством возникла задача извлекать полученный дар именно тогда,когда это необходимо. В древние времена эта задача решалась терпеливым трением сухих деревяшек друг об друга,позднее — кремневым огнивом.
Затем появились обмазанные серой щепки,но еще не как средство добывания огня,а только как растопка — для их зажигания нужен был огонь. Первые упоминания о таких щепках относятся к X веку(Китай). Впрочем,примитивные спички возгорались от малейшей искры,и это было так удобно для зажигания ламп,что китайский поэт Тао Гу назвал их в своей книге«светоносными слугами».
История спичек как средства добывания огня началась с открытия фосфора в 1669 году алхимиком Брандтом. В 1680 году ирландский физик Роберт Бойль (тот самый, чьим именем назван закон Бойля-Мариотта) покрыл фосфором полоску бумаги и, чиркая по ней деревянной спичкой с серной головкой, получил огонь… но не придал этому никакого значения.
В результате изобретение спичек запоздало более чем на век — до 1805 года, когда французский химик Жан Шансель предложил свою версию спички с головкой из смеси серы, хлорида калия и сахара. В комплекте прилагалась бутылочка с серной кислотой, куда надо было окунать спички, чтобы зажечь их.
В 1826 году британский аптекарь Джон Уокер изобрел первые спички, зажигаемые с помощью трения. Спичечную головку он изготавливал из смеси серы, хлората калия, сахара и сульфида сурьмы, а зажигание производил чирканьем по наждачной бумаге. Правда, горели спички Уокера неустойчиво, разбрасывая горящую смесь, что часто приводило к пожарам, и поэтому во Франции и Германии их продажу запретили. А в 1830-м французский химик Шарль Заурия заменил сульфид сурьмы на белый фосфор.
Замену токсичному и огнеопасному белому фосфору было найти нелегко. Это смог сделать шведский химик Густав Эрик Паш, который в 1844 году понял одну простую вещь: если спичка загорается при механическом контакте серы и фосфора, вовсе не обязательно помещать фосфор в спичечную головку — достаточно нанести его на шершавую поверхность, о которую чиркают!
Это решение вместе с подоспевшим как раз вовремя открытием красного фосфора (который, в отличие от белого, не воспламеняется на воздухе и гораздо менее токсичен) и легло в основу первых по‑настоящему безопасных спичек. А в 1845 году два других шведа — братья Йохан и Карл Лундстрёмы — основали компанию, которая сделала безопасные спички массовым продуктом, а название «шведские спички» — именем нарицательным.
Этот день в истории: 1827 год — Джон Уокер продал первые серные спички
7 апреля 1827 года английский фармацевт и химик Джон Уокер продал первые «серные спички», которые стали прообразом современных спичек.
Очень важную роль в рождении спички сыграло открытие белого фосфора, которое было сделано отставным солдатом из Гамбурга Хеннингом Брандом в 1669 году. А вот история изобретения различного типа спичек в конце XVIII — начале XIX века достаточно запутана.
Считается, что первые спички сделал в 1805 году французский химик Жан Шансель, ассистент профессора Тенара. Это были деревянные спички, зажигавшиеся при соприкосновении головки из смеси серы, бертолетовой соли и киновари с концентрированной серной кислотой.
Понятно, что такая технология была громоздкой и весьма небезопасной. Тем не менее в 1813 году в Вене была зарегистрирована первая в Австро-Венгрии спичечная мануфактура Малиарда и Вика по производству таких «химических спичек».
Так называемые серные спички, ставшие прообразом спичек современных, были изобретены английским химиком и аптекарем Джоном Уокером в 1826 году. Как гласит легенда, произошло это совершенно случайно. Фармацевт смешивал химикаты с помощью палки, на конце которой образовалась засохшая капля. Чтобы убрать ее, он чиркнул палкой по полу — вспыхнул огонь.
Головки в спичках Джона Уокера состояли из смеси сульфида сурьмы, бертолетовой соли и гуммиарабика (камеди — вязкой жидкости, выделяемой акацией). При трении такой спички о наждачную бумагу или другую достаточно шершавую поверхность её головка легко зажигается.
Судя по всему, сам Уокер коммерческой хваткой не обладал, так как охотно демонстрировал свое изобретение любому желающему, не удосужившись его запатентовать. Несмотря на это, желающие купить полезное новшество нашлись и 7 апреля 1827 года фармацевт продал первую коробку своих спичек адвокату Никсону.
Воспользовавшись недальновидностью Уокера, молодой бизнесмен Сэмюэль Джонс запатентовал его изобретение. Спички Уокера он назвал congreves (в честь изобретателя ракет Уильяма Конгрива) и быстро наладил их промышленное производство, сумев заинтересовать инвесторов. Продукция раскупалась на ура, Джонс быстро разбогател.
Эти спички были длиной от 2,5 до 3 дюймов. Они упаковывались в оловянные пеналы, содержавшие 84 спички и лист наждачной бумаги, которые продавались за один английский шиллинг. Стоит сказать, что congreves плохо пахли и при возгорании рассыпали вокруг тучи искр.
Со временем эти недостатки были устранены. Современные спички безопасны, их самовоспламенение исключено, а в момент возгорания пламя сохраняет компактность, не вызывая искр.
Сегодня каждая спичка состоит из головки и соломки. Головка представляет собой взвесь порошкообразных веществ в растворе клея. В число порошкообразных веществ входят окислители — бертолетова соль и калиевый хромпик, отдающие кислород при высокой температуре. Для некоторого снижения этой температуры в смесь добавлен катализатор — двуокись марганца.
Основные виды современных спичек
По материалу спичечной палочки спички можно подразделить на деревянные (изготовленные из мягких пород дерева — осины, липы, тополя, американской белой сосны и т. п.), картонные и восковые (парафиновые — изготовленные из хлопчатобумажного жгута, пропитанного парафином).
По методу зажигания — на тёрочные (зажигающиеся при трении о специальную поверхность — тёрку) и бестёрочные (зажигающиеся при трении о любую поверхность).
В России наиболее распространёнными являются осиновые тёрочные спички, составляющие более 99 % выпускаемых спичек.
Тёрочные спички различного типа являются основным массовым видом спичек во всём мире.
Бестёрочные (сесквисульфидные) спички выпускаются в основном в Англии и США, в ограниченном количестве.
Температура горения
Температура пламени соответствует температуре воспламенения дерева, которая составляет примерно 800—1000 °C. Температура горения головки спички доходит до 1500 °C.
22 факта о спичках 1
Спички были изобретены чуть более двух веков назад и сразу и безоговорочно стали одними из самых незаменимых для человека вещей. Спички – это не только средство добывания огня: долгие годы на спичках учили детей считать, а сегодня это один из популярных носителей рекламы и объектов коллекционирования. И даже в наш век зажигалок и электронных сигарет можно быть уверенным: при чрезвычайной ситуации спички войдут в список товаров, которые исчезнут с прилавков магазинов в первую очередь.
1.У спичек есть свой праздник – 2 марта отмечается Международный день спички. В ряде европейских стран (в Швеции, Швейцарии и Германии) существуют Музеи спичек. Небольшой музей есть и в России – в Рыбинске.
2.В России словом «спичка» – маленькая спица – изначально называли деревянные обувные гвозди. А средство для добывания огня называли либо «серниками», либо «самогарными спичками».
3.Кроме самых обычных спичек, которые можно приобрести в любом супермаркете, промышленность выпускает еще несколько видов спичек: охотничьи, которые горят долго и не промокают; каминные – около 10 см длиной (чтобы не обжечься при розжиге камина); представительские – в целях рекламы бесплатно раздаются в ресторанах, клубах, отелях, барах и т. д.; ветровые – применяются при ветре до 12 баллов и дожде.
4.Первые спички появились в 1805 году благодаря французскому химику Шанселю. Зажигались они от контакта с серной кислотой. Главным недостатком таких спичек была их небезопасность – они нередко взрывались в руках.
5.Спички, похожие на современные, придумал в 1826 году британский аптекарь Джон Уокер. Перемешивая реагенты деревянной палочкой, Джон случайно чиркнул ею об стол – и палочка загорелась. Произошло это случайно, из-за того что на конце палочки засохло немного химикатов. Хвастаясь своим открытием, Уокер не догадался его запатентовать.
6.Предприимчивый малый по имени Сэм Джонс, присутствовавший на одной из демонстраций Уокера, украл идею и открыл торговлю спичками. Свой товар Сэм продавал под названием «люциферчики». «Люциферчики» Джонса пользовались бешеным спросом – даже несмотря на то, что при зажигании жутко воняли.
7.Чтобы спички не взрывались, в 1830 году француз Шарль Сориа сообразил к традиционным компонентам зажигательной головки – сере и бертолетовой соли – добавить белый фосфор. Однако у 19-летнего химика не было денег, чтобы запатентовать свое изобретение, поэтому идея не была реализована. Двумя годами позже это изобретение повторил немецкий химик Каммерер. Он-то и запустил фосфорные спички в производство.
9.В 1855 году шведский химик Йохан Лундстрем придумал заменить белый фосфор красным, и спички перестали быть ядовитыми. Безопасные спички стали называть «шведскими», а их изобретатель получил золотую медаль Международной выставки в Париже.
10.Спичечный коробок был придуман в 1889 году американцем Джошуа Пьюси, но патент на это изобретение перехватила американская компания Diamond Match Company. У коробка Пьюси и коробка Diamond Match было одно существенное различие: Джошуа разместил терку внутри, а компания – снаружи.
11.Компания Diamond Match первой получила патент на безопасные для здоровья спички. Важность изобретения была настолько велика, что президент США Уильям Тафт публично обратился к владельцам патента и попросил их отказаться от авторских прав. Компания согласилась и 28 января 1911 года отказалась от всех прав на свое изобретение.
12.В России первые фосфорные спички появились в 1836 году. Их привезли из-за рубежа, и стоили они 1 рубль серебром за 100 штук. Впрочем, уже через несколько лет в стране появились свои фабрики, и цена на спички резко упала до 3-5 копеек за сотню.
13.В 1848 году Николай I издал указ, согласно которому разрешалось производить спички лишь в Петербурге и Москве, а упаковывать их – по 1000 штук в жестяные коробки. Указ действовал до 1869 года, когда Александр II разрешил производить «выделку фосфорных спичек и продажу их без особых ограничений».
14.В 1913 году в Российской империи действовали 115 спичечных фабрик, на которых работало около 22 тыс. человек. Советский Союз был одним из крупнейших экспортеров спичек. В 1960-е годы страна вышла на первое место в мире по их производству, а спичечная этикетка стала мощным средством рекламы и пропаганды.
15.В СССР цена спичек была минимальной – 1 копейка за коробок (около 60 штук). Кстати, если под рукой не было линейки, то предметы можно было измерять с помощью спичечного коробка: по советскому ГОСТу, его длина всегда была равна 5 см.
16.Самая большая в Европе спичечная фабрика находится в старинном русском городе Балабаново. Строительство экспериментальной фабрики началось в 1950 году. Ныне фабрика стала закрытым акционерным обществом «Плитспичпром», ее производительность составляет примерно полмиллиарда спичек в год – 11 тыс. ящиков в сутки.
17.Сейчас 99% всех спичек делается из осиновой древесины.
18.Современная спичечная машина длиной 18 м и высотой 7,5 м за восьмичасовую смену производит до 10 млн спичек.
19.Отходы в спичечном производстве составляют до 60%. И только из 40% сырья получаются готовые спички. Но и 60% тоже используются в промышленности – из них делают ДСП и строят дома.
20.Сначала спички упаковывались в деревянные, а потом жестяные коробки, на которые стали клеить этикетки. Это привело к рождению целой ветви коллекционирования – филумении, собиранию спичечных этикеток. Страстными филуменистами были королева Вильгельмина Нидерландская и американский президент Рузвельт.
21.Самую большую в мире конструкцию из спичек, признанную Книгой рекордов Гиннесса, создал британский пенсионер Дэвид Рейнолдс. На необычную конструкцию – копию нефтяной платформы в Северном море – Дэвид потратил около 8 тыс. долларов на клей и более 4 млн спичек. Завершенная модель весит тонну, ее высота – 3,7 м, а длина – 6,4 м.
22.В оригинальную серию скульптур испанского художника Ромуло Селдрана вошли коробок спичек размером 61×76 см и огромная полусгоревшая спичка длиной 96 см.
Какого цвета сера, почему головки спичек разного цвета, из какой древесины изготавливают спички?
Цвет зажигающей головки спички, это цвет серы? Если нет, то какого цвета сера и почему спичечные головки разного цвета?
Из какой древесины изготавливаются спички?
Классические спички, это спичка состоящая из головки и палочки, эта же палочка может называться «соломкой», есть ещё картонные спички.
Состав той самой «зажигательной головки» более сложный, то есть это не просто сера.
Помимо серы в составе есть и специальный клей, бертолетова соль и иные компоненты состав зависит от вида спичек от назначения, например «охотничьи» спички, это спичка длительного горения и она способна гореть даже в экстремальных условиях (дождь, ветер).
Цвет головки зависит от того какой использовался краситель и не более.
Даже вот в таких «классических» Советских спичках
Есть спички с головками красного, зеленого, черного и.т.п цветов и плюс оттенки.
Цвет зажигательной головки никак не сказывается на технической характеристике спички, то есть горят они практически одинаково, разный цвет головок скорей несет больше декоративную (эстетическую) нагрузку чем практическую.
Что касается цвета серы (а это не единственный компонент зажигающей головки) то сера светло-желтого, или просто желтого, или темно-желтого цвета, это может быть как порошкообразная масса, так и крис металлы.
Другими словами, цвет головки спичек, это не цвет серы в ситом виде.
Древесина их которой изготавливается «черенок» (он же соломка) спичек тоже может быть разной.
Чаще всего (во всяком случае если речь о спичках российского производства) используется осина.
Но есть и иные варианты, например может использоваться тополь, липа, береза, может использоваться и древесина хвойных пород, но реже, в такой древесине много смолы, а это небезопасно с точки зрения пожарной безопасности, хотя и дешево.
Поэтому чаще используется древесина лиственных пород.
Спички являются объектом коллекционирования, помимо «черенка» и спичный коробок может изготавливаться из древесины, при Союзе спички в таких коробках были не редкостью.
Плюс учитывайте помимо зажигательной головки, «черенка», коробка в процессе возгорания спички участвует и терка.
Химический состав той самой тёрки (терочной массы) тоже может быть разным.
ликбез от дилетанта estimata
Новичку об основах в области экстремальных и чрезвычайных ситуаций, выживания, туризма. Также будет полезно рыбакам, охотникам и другим любителям природы и активного отдыха.
вторник, 10 октября 2017 г.
Спички
Обычные спички следует хранить в герметически закрытом контейнере, упаковав их таким образом, чтобы они не бренчали, не терлись и не могли воспламениться. Для этого достаточно положить в этот контейнер кусок ваты.
Чтобы спичек хватило на более долгий срок, их можно расщепить вдоль на две или более половинки.
Чтобы зажечь расщепленную спичку, не сломав ее, пальцем прижимайте серную головку к запальной полоске. Будьте готовы к том, что вам обожжет этот палец.
Но это крайний случай, лучше им не пользоваться: лучше одна целая спичка, чем две или более с большой вероятностью не возможности разжечь костер.
Чтобы зажечь отсыревшую спичку, чиркайте ею не вдоль запальной полоски, а наискось.
Каждый раз зажигая спичку можно также зажигать свечку. От нее много чего можно зажечь, сэкономив при этом спички. Даже маленькая свечка прослужит долго, если пользоваться ею осторожно.
Из чего делают спички
Чаще всего спички делают из осины, липы, тополя или американской сосны. Надо отметить, что большинство российских предприятий делают спички из осины. Кроме того, спички бывают картонными, металлическими и парафиновыми.
Головка спички состоит из бертолетовой соли и калиевого хромпика, которые отдают кислород при высокой температуре. А для того чтобы температура не повышалась слишком сильно, в состав включают катализатор – пиролюзит. Также спичечная головка состоит из серы, клея и сульфида фосфора, которые заставляют спичку гореть. А чтобы скоростью горения можно было управлять, в массу добавляют молотое стекло, цинковые белила и железный сурик.
Основные параметры и размеры спичек
Кому интересно, вот видеоролик, где можно наблюдать в замедленной съемке сам процесс возгорания спичечной головки.
Цветные головки спичек
У некоторых видов спичек могут быть цветные головки.
На рисунке ниже приведены ПРИМЕРЫ некоторых таких спичек.
Давайте рассмотрим какие бывают спички.
 |
| Виды спичек |
Бытовые (обычные) спички
Охотничьи спички
Штормовые спички
Горящие на ветру, в сырости и под дождём. Такие спички не имеют головки, а обмазка «тела» у них значительно толще, чем у охотничьих спичек. Зажигательная масса их содержит много бертолетовой соли, поэтому способность к воспламенению (чувствительность) таких спичек очень высока. Они горят не менее 10 секунд в любых метеорологических условиях, даже в штормовую погоду при 12 баллах. Добавление в зажигательную массу некоторых солей даёт возможность получить цветной огонь: красный, розовый, синий, зелёный, фиолетовый. Также некоторые из таких спичек имеют ограниченные сроки годности, после которого они теряют некоторые заявленные характеристики.
 |
| Спички штормовые «UCO Stormproof Matches» |
Ветровые спички
Имеют большую головку из легковоспламеняющегося и не гаснущего на ветру состава.
Внешне похожи на охотничьи или штормовые спички.
 |
| Ветровые спички 1990 года |
Термитные спички
Развивающие при горении более высокую температуру и дающие при сгорании головки большее количество тепла. Предназначены для зажигания термитно-муфельных шашек, термитных патронов, трудно-воспламеняющихся веществ или разжигании костров.
Особо опасны, так как, могут воспламениться от трения между собой, даже в момент ранспортировки. Поэтому они требуют строго соблюдения требований эксплуатации, хранения и транспортировки. Коробки с термоспичками запрещено бросать, чтобы избежать повышение трения внутри коробка.
Хранить термоспички можно только в закрытом состоянии в сухом, достаточно проветриваемом помещении.
Спички запрещено хранить в непосредственной близости от легковоспламеняющихся смесей (рядом с патронами, термитами, шашками, бензином, керосином, термосмесями и пр.).
Сигнальные спички
Фотографические спички
Дающие мгновенную яркую вспышку, используемую при фотографировании.
Сейчас, насколько знаю, такие спички не используются и не выпускаются.