От простой маленькой палочки мгновенно рождается огонек. Но в том-то и дело, что спичка совсем не простая палочка, а палочка с секретом. А секрет ее в маленькой коричневой головке. Чиркнул коричневой головкой о коробок – вспыхнуло пламя.
Попробуй потереть ладошку о ладошку. Чувствуешь, как стало тепло твоим ладоням? Вот так и спичка. Ей тоже становится тепло от трения, даже жарко.
Но чтобы вспыхнуло дерево, этого тепла мало. Зато горючей головке вполне достаточно. Она загорается даже от небольшого нагревания. Поэтому спичку не нужно долго тереть о коробок, достаточно просто чиркнуть, и она раз – и вспыхнула. А потом от головки загорается деревянная палочка.
Когда появились спички
Спички придумали около 200 лет назад. В 1833 году была построена первая спичечная фабрика. До этого времени люди добывали огонь по-другому.
Первая зажигалка
В стародавние времена многие люди носили с собой в кармане железку – огниво, твердый камень – кремень и фитилек – трут. Чирк-чирк огнивом о кремень. Еще раз, еще, еще и еще… Искры так и сыпались. Наконец, удачливая искорка поджигает трут и он начинает тлеть. Чем не зажигалка? Только вместо одного-единственного предмета, как сейчас, древняя зажигалка состояла из трех предметов. В зажигалке тоже есть камешек, кусочек стали — колесико, есть и трут – фитилек, пропитанный бензином.
Спичка – тоже зажигалка
И спичка – тоже зажигалка. Маленькая,тоненькая, очень удобная зажигалка. Она тоже вспыхивает от трения. Шероховатый бочок коробки – ее огниво. А горючая головка – одновременно и кремень, и трут.
Высекать огонь – очень тяжелое дело. Люди все время придумывали разные приспособления для добывания огня. Но какую бы хитрость люди не придумывали, стараясь развести огонь, непременным условием для получения огня всегда было трение.
На первых порах спички были вредные и опасные:
- зажигались только от едкой кислоты;
- головки других надо было прежде обязательно раздавить особыми щипчикам;
- третьи же спички вовсе походили на крошечные бомбочки. Они не загорались, а взрывались с треском. Это фосфорные спички. При загорании образовывался ядовитый сернистый газ;
- одно время в качестве спичек использовались огромные и сложные стеклянные приборы. Приборы были очень дорогие и неудобные в эксплуатации, к тому же все эти спички сильно дымили…
Совсем недавно, около 100 лет назад, были изобретены «шведские» спички, которыми мы пользуемся и в наши дни. Это самые безопасные и дешевые спички из всех придуманных человеком. Вот такая история создания спичек.
Разновидности спичек
Путешественники, геологи, альпинисты берут с собой в поход сигнальные спички. Каждая горит маленьким факелом. Он яркий и горит разноцветным факелом: красным, синим, зеленым, желтым. Издалека видно.
У моряков есть в запасе громадные ветровые спичищи. Их сильное пламя не гаснет даже на буйном морском ветру.
Во время Великой Отечественной войны у наших солдат были огромные запальные спички. Ими поджигали бутылки с горючей смесью.
Вот сколько пользы от спички! Она и газовую плиту зажжет, и костер в поле разведет, и сигнал подаст, и танк врага уничтожит. Спичка в хороших руках сделает множество добрых дел. Но если вдруг она попадет в плохие руки, то несчастий не оберешься. В связи с этим необходимо объяснять детям, как опасны игры со спичками.
Самая большая спичка в мире
21 августа 2004 года в Эстонии была изготовлена и зажжена самая длинная спичка в мире. Она в 20 000 раз крупнее нашей обычной спички. Ее длина более 6 метров. Поднимал спичку грузовой подъемник.
А было время, когда простые спички еще не придумали. Чтобы согреться у костра или сварить мясо, нужен огонь. Но где его взять? А гроза на что? Молния зажигает дерево, вот тебе и огонь. Бери тлеющую головешку, неси домой, в пещеру и разводи там костер. Люди хранили этот «небесный огонь» как самое ценное сокровище, никогда не давали ему погаснуть. А потом научились добывать огонь и без грозы. Возьмут сухую дощечку потверже, сухую палочку покрепче, траву посуше. Вставят палочку в ложбинку дощечки – и принимаются изо всех сил вращать в ладонях. Семь потов прольют, пока трава начнет тлеть. Дальше легче: подуют – вспыхнет пламенем.
Первобытный человек огонь добывал трением. Он вращал с помощью ремня палочку, поставленную на кусок сухого дерева. Для того чтобы дерево вспыхнуло, его надо сильно нагреть. То есть и для получения огня надо очень долго и сильно тереть одну палочку о другую. И как же легко и просто стало развести огонь в наши дни благодаря изобретению спички!
История спичек
Спички - относительно недавнее изобретение человечества, они пришли на смену огниву около двух веков назад, когда уже работали ткацкие станки, ходили поезда и пароходы. Но только в 1844 году было объявлено о создании безопасных спичек.
Открытие фосфора
В 1669 году алхимик Хеннинг Бранд, пытаясь создать философский камень, получил при выпаривании смеси песка и мочи вещество, светящееся в темноте, названное позже фосфором. Следующий шаг в истории изобретения спички был сделан английским физиком и химиком Робертом Бойлем (соавтор закона Бойля-Мариотта) и его ассистентом Готфридом Хауквейцем: они покрыли бумагу фосфором и провели по нему деревянной щепкой, покрытой серой.
Зажигательные машины
Между спичками и огнивом существовало несколько изобретений для получения огня, в частности, зажигательный аппарат Дёберайнера, созданный в 1823 году и основанный на свойстве гремучего газа загораться в присутствии мелких опилок платины.
История изобретений и открытий в химии в конце XVIII - начале XIX вв., приведшая к изобретению различного типа спичек, достаточно запутана. Международного патентного права тогда ещё не существовало, страны Европы часто оспаривали первенство друг друга во многих проектах, и различные изобретения и открытия появлялись практически одновременно в разных странах. Поэтому имеет смысл говорить только о промышленном (мануфактурном) производстве спичек.
Первые спички сделал в 1805 году французский химик Шансель. Это были деревянные спички, зажигавшиеся при соприкосновении головки из смеси серы, бертолетовой соли и киновари с концентрированной серной кислотой . В 1813 году в Вене была зарегистрирована первая в Австро-Венгрии спичечная мануфактура Mahliard’а и Wik’а по производству химических спичек. Ко времени начала производства серных спичек (1826 год) английским химиком и аптекарем Джоном Уокером (англ. John Walker ) химические спички были уже достаточно широко распространены в Европе (вариантом такой спички пользовался Чарлз Дарвин, раскусывая стекло колбочки с кислотой и рискуя обжечься).
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 (тёрку) или другую достаточно шершавую поверхность её головка легко зажигается.
Спички Уокера были длиной в целый ярд. Они упаковывались в оловянные пеналы по 100 штук, однако больших денег на своём изобретении Уокер не заработал. К тому же, эти спички имели ужасный запах. Позже начали поступать в продажу спички меньшей величины.
В 1830 году 19-летний французский химик Шарль Сориа изобрёл фосфорные спички, состоявшие из смеси бертолетовой соли, белого фосфора и клея. Эти спички были весьма огнеопасны, поскольку загорались даже от взаимного трения в коробке и при трении о любую твёрдую поверхность, например, подошву сапога (как тут не вспомнить героя Чарли Чаплина, который зажигал спичку о собственные штаны). В то время ходил английский анекдот, в котором целая спичка говорит другой, полуобгоревшей: «Видишь, чем кончается твоя скверная привычка чесать затылок!» Спички Сориа не имели запаха, однако были вредны для здоровья, поскольку белый фосфор очень ядовит, чем пользовались многие самоубийцы для сведения счётов с жизнью.
Основным недостатком спичек Уокера и Сориа была нестабильность зажигания черенка спички - время горения головки было очень мало. Выход нашёлся в изобретении фосфорно-серных спичек, головка которых изготавливалась в два этапа - сначала черенок обмакивался в смесь серы, воска или стеарина, небольшого количества бертолетовой соли и клея, а затем в смесь белого фосфора, бертолетовой соли и клея. Вспышка фосфора зажигала более медленно горящую смесь серы и воска, от которой зажигался черенок спички.
Эти спички оставались опасными не только в производстве, но и в использовании - погашенные черенки спичек продолжали тлеть, приводя к частым пожарам. Эту проблему удалось решить, пропитав черенок спички фосфорнокислым аммонием (NH 4 H 2 PO 4). Такие спички стали называться импрегнированными (англ. impregnated - пропитанные) или, позже, безопасными . Для стабильного горения черенка его начали пропитывать воском или стеарином (позднее - парафином).
В 1855 году шведский химик Йохан Лундстрем нанёс красный фосфор на поверхность наждачной бумаги и заменил им же белый фосфор в составе головки спички. Такие спички уже не приносили вреда здоровью, легко зажигались о заранее приготовленную поверхность и практически не самовоспламенялись. Йохан Лундстрем патентует первую «шведскую спичку», дошедшую практически до наших дней. В 1855 году спички Лундстрема были удостоены медали на Всемирной выставке в Париже. Позднее фосфор был полностью выведен из состава головок спичек и оставался только в составе намазки (тёрки).
С развитием производства «шведских» спичек, производство спичек с использованием белого фосфора было запрещено почти во всех странах. До изобретения сесквисульфидных спичек ограниченное производство спичек с белым фосфором сохранялось только в Англии, Канаде и США, в основном для армейских целей, а также (до 1925 года) - в некоторых странах Азии. В 1906 году была принята международная Бернская конвенция, запрещающая использование белого фосфора при производстве спичек. К 1910 году производство фосфорных спичек в Европе и Америке было полностью прекращено.
Сесквисульфидные спички были изобретены в 1898 году французскими химиками Савеном и Каеном. Они производятся, в основном, в англоязычных странах, главным образом, для армейских нужд. Основой довольно сложной композиции головки являются неядовитый сесквисульфид фосфора (P 4 S 3) и бертолетова соль.
В конце XIX века спичечный бизнес превратился в шведский «национальный вид спорта». В 1876 году было построено 38 заводов по производству спичек, а в общей сложности работал 121 завод. Однако к началу XX века почти все они либо разорились, либо слились в большие концерны.
В настоящее время спички, изготавливаемые в большинстве европейских стран, не содержат соединений серы и хлора - вместо них используются парафины и бесхлорные окислители.
Устройство
Масса спичечной головки на 60% состоит из бертолетовой соли, а также из горючих веществ - серы или сульфидов металлов. Чтобы воспламенение головки происходил медленно и равномерно, без взрыва, к массе добавляют так называемые наполнители - стеклянный порошок или оксид железа. Связующим материалом является клей. Основной компонент покрытия терки - красный фосфор. К нему добавляют оксид марганца, толчёное стекло и клей. При трении головки о шкурку в точке их соприкосновения красный фосфор загорается благодаря кислороду бертоллетовой соли, то есть огонь первоначально возникает в шкурке и поджигает головку спички. В ней вспыхивает сера или сульфид, опять же за счёт кислорода бертолетовой соли. А уже затем загорается дерево.
Изготовление
Спички изготавливаются в соответствии с ГОСТ 1820-2001. Спичечная соломка во избежание её тления пропитывается 1,5%-ным раствором ортофосфорной кислоты, а затем парафинируется (окунанием в расплавленный парафин).
Состав головки спички: бертолетова соль - 46,5 %, хромпик - 1,5 %, сера - 4,2 %, сурик - 15,3 %, белила цинковые - 3,8 %, стекло молотое - 17,2 %, клей костяной - 11,5 %.
Состав «тёрки»: красный фосфор - 30,8 %, трёхсернистая сурьма - 41,8 %, сурик - 12,8 %, мел - 2,6 %, белила цинковые - 1,5 %, стекло молотое - 3,8 %, клей костяной - 6,7 %.
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.
До недавних пор коробок спичек был совершенно необходимым предметом в каждом без исключения доме.
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.
Горели такие спички отлично, зажигались одним движением головки по любой шершавой поверхности, но… запах горящего и разбрызгивающегося вокруг белого фосфора был ужасен. К тому же белый фосфор оказался очень токсичным — «фосфорный некроз» быстро стал профессиональной болезнью работников спичечных фабрик. В одной упаковке спичек в то время содержалась смертельная доза белого фосфора, и суициды с помощью проглоченных спичечных головок стали распространенным явлением.
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.
Из чего делают спички и почему они горят?
Ответ редакцииПервые настоящие спички были изобретены 10 апреля 1833 года, когда в массу для спичечных головок был введён жёлтый фосфор. Именно этот день и считается днём рождения первой спички.
В русском языке слово «спичка» является производным от старорусского слова «спички» — множественной формы слова «спица» (заострённая деревянная палочка). Первоначально это слово обозначало деревянные гвозди, которые использовались при изготовлении обуви (для крепления подошвы).
Поначалу для обозначения спичек использовалось словосочетание «зажигательные (или самогарные) спички», и только после широкого распространения спичек первое слово стало опускаться, а потом и вовсе исчезло из обихода.
Работа спичечной фабрики «Победа» в селе Верхний Ломов. Фото: РИА Новости / Юлия Честнова
Из чего делают спички?
Большинство предприятий по производству спичек делают их из осины. Кроме этого вида древесины, используют ещё липу, тополь и другие деревья. Специальная машина для изготовления спичек за восьмичасовой рабочий день может произвести до 10 млн экземпляров.
Почему спички горят?
Когда мы трём головкой спички о стенку коробка, начинается серия химических реакций. На коробок нанесена намазка. Она состоит из кpacнoгo фосфора, наполнителей и клея. При трении частицы кpacнoгo фосфора переходят в белый, он нагревается и загорается уже при 50 градусах. Сначала загорается коробок, а не спичка. Чтобы намазка на коробке не сгорела вся сразу, в её состав вводят флегматизаторы. Они поглощают часть выделенного тепла.
Половина массы головки — окислители, в частности бертолетова соль. При разложении она легко отдаёт кислород. Чтобы понизить температуру разложения бертолетовой соли, в состав массы добавляют катализатор — двуокись марганца. Основным горючим веществом является сера. Чтобы головка не сгорала слишком быстро и не разлеталась на части, в массу добавляют наполнители: молотое стекло, цинковые белила, железный сурик. Всё это связано вместе разными клеями.
Какие бывают спички?
Помимо обычных (бытовых) спичек, существует около 100 видов специальных спичек, различающихся размером, цветом, составом и степенью горения.
Самыми распространёнными видами являются:
Штормовые — горят даже под водой и на ветру (ветровые, охотничьи);
Термические — ими можно паять (сваривать), так как они испускают большое количество тепла;
Сигнальные — способны выделять цветное пламя;
Каминные и газовые — длинные спички для разжигания каминов и газовых плит;
Декоративные (сувенирные) — подарочные спички, часто имеют цветную головку;
Фотографические — используются для создания мгновенной вспышки.
Спички для туриста. Фото: РИА Новости / Антон Денисов
Для чего используют спички?
Спички предназначены для:
Получения открытого огня в бытовых условиях;
Розжига костра, печей, примусов, керогазов;
Зажигания стеариновых и восковых свечей;
Прикуривания сигарет, сигар и др.
Также спички используют и не по назначению:
Для занятий прикладными видами искусства при постройке домиков, замков, для изготовления декоративных поделок;
Для гигиенических целей (для чистки слуховых ходов ушных раковин);
Для ремонта радио-, аудио- и видеотехники (обмотанные ватным тампоном и смоченные в спирте спички применяются для протирки труднодоступных мест аппаратуры).
«Царь-спичка» длиной в 7,5 метра, которую изготовили в городе Чудово. Изделие претендует на занесение в Книгу рекордов Гиннесса. Фото: РИА Новости / Михаил Мордасов
1. Спички с разноцветными головками (красными, синими, коричневыми, зелёными и др.), вопреки существующему мифу, отличаются друг от друга только цветом. Горят они абсолютно одинаково.
2. Горючая масса для спичек когда-то готовилась из белого фосфора. Но потом выяснилось, что вещество это вредно для здоровья — образующийся при горении дым был ядовит, а для самоубийства было достаточно съесть всего лишь одну спичечную головку.3. Первая российская спичечная мануфактура была зарегистрирована в 1837 году в Петербурге. В Москве же первая фабрика появилась в 1848 году. Поначалу спички производились из белого фосфора. Безопасный красный фосфор стали использовать только в 1874 году.
4. Спичечный коробок советского/российского образца по ГОСТу имеет длину ровно 5 см, что позволяет с его помощью измерять размеры предметов.
5. С помощью спички можно вывести чернильное пятно с клеёнки. Для этого необходимо немного увлажнить загрязнённую поверхность клеёнчатой скатерти и потереть головкой спички пятно. После исчезновения загрязнения клеёнку необходимо смазать оливковым маслом, а затем вытереть ватным тампоном.
Речь сегодня об обыкновенных спичках. Так просто, казалось бы, но ведь люди очень долго шли к их нынешнему виду. До появления спичек люди были вынуждены находить всевозможные пути для добывания огня. Основным издавна было трение дерева друг о друга, при длительной работе появлялся огонь. Также можно было воспламенить сухую траву или бумагу солнечным лучом через подобие линзы или стекло, выбивать искры кремнием или другими подобными камнями. Потом важно было сохранить огонь и поддерживать его. Для этого часто использовали кусочки угля.
Первые в мире спички – спички-маканки
И только в конце XVIII века всё изменилось. Клод Бертолле, французский химик, в результате экспериментов добыл субстанцию, которую в его честь позже назвали бертолетовой солью. В результате в 1805 году в Европе люди увидели так называемые спички-“маканки”. Это были тонкие лучины с головками, которые были смазаны бертолетовой солью. Их зажигали после обмакивания в раствор концентрированной серной кислоты.
Спички с бертолетовой солью изготавливаемые на фабрике
А вот первые настоящие спички, не требовавшие макания, появились благодаря английскому химику и аптекарю Джону Уокеру. В 1827 году он установил, что если на кончик деревянной палочки нанести смесь из сульфида сурьмы, бертолетовой соли и гуммиарабики, и затем просушить палочку на воздухе, то при трении такой получившейся спички о наждачную бумагу она без труда зажигается. То есть, уже не нужно было носить с собой бутылёк с концентрированной серной кислотой (только представьте себе). Д. Уокер создал небольшую фабрику по выпуску своих спичек. Он упаковывал их в оловянные пеналы по 100 штук в каждом. Был у таких спичек и существенный недостаток, они очень плохо пахли. Началось совершенствование спичек.
В 1830 году 19-летний французский химик Шарль Сориа изобрел фосфорные спички. Их воспламенявшаяся часть содержала в себе бертолетовую соль, фосфор и клей. Эти спички были очень удобны: им для возгорания было достаточно трения почти о любую твердую поверхность, хотя бы подошву ботинка. Спички Сориа не имели запаха, но и тут не всё было гладко. Дело в том, что эти спички были вредны для здоровья, потому что белый фосфор является ядом.
Спички приобретают современный вид
Позже, в 1855 году другой химик, Йохан Лундстром из Швеции, решил использовать красный фосфор. Он нанёс его на поверхность наждачной бумаги, но поместил уже на небольшую коробочку, а затем ввёл с состав и головки спички красный фосфор. Он безопасен для человека и проблема была решена.
Появление спичечного коробка
А в 1889 году Джошуа Пьюси придумал всем нам привычный спичечный коробок. Но его изобретение было немного непривычным для нас: зажигательная поверхность располагалась внутри коробка. Поэтому запатентовать коробок удалось американской фирме Diamond Match Company, которая расположила такую поверхность снаружи, что было, несомненно, гораздо удобнее.
Что же касается нас, то в Россию фосфорные спички впервые привезли из Европы в 1836 году, цена на них была по рублю серебром за сотню, что было тогда сравнительно дорого. А первая своя, российская спичечная фабрика была создана в Санкт-Петербурге в 1837 году.