Hoe werken veiligheidslucifers?

Veiligheidslucifers zijn een veelvoorkomend voorwerp in de keukenla van elk huishouden. Het is een eenvoudig concept: sla de luciferkop tegen de strip en voila.

Er zijn twee soorten lucifers: lucifers die als veilig worden beschouwd en lucifers die met elk oppervlak kunnen worden aangestoken. Het enige verschil is dat bij veilige lucifers de chemicaliën die nodig zijn om ze te ontsteken, gescheiden van elkaar worden bewaard. Maar voordat we begrijpen hoe ze werken, moeten we ons eerst afvragen – hoe zijn ze ontstaan?

De Lucifer lucifer

Veiligheidslucifers hebben een lange weg afgelegd sinds hun voorganger, de Lucifer lucifer. Volgens een artikel uit 1893 in de Pacific Rural Press wordt de uitvinding van de lucifer toegeschreven aan Sir Isaac Holden, die inspeelde op de behoefte aan onmiddellijk vuur binnen handbereik.

Het duurde niet lang voordat de Lucifer lucifer aan populariteit won. Ze werden verkocht in metalen blikjes, met een stukje schuurpapier om ze aan te steken. De samenstelling van Lucifer lucifers verschilde niet veel van de lucifers van vandaag. Maar er was één ingrediënt dat een essentieel verschil maakte: witte fosfor.

De gruwelijke geschiedenis van lucifers

Witte fosfor komt weliswaar voor in moderne veiligheidslucifers, maar alleen in de vorm van een kleine hoeveelheid damp – maar daar komen we later nog op terug. In het begin van de negentiende eeuw maakten Lucifer lucifers echter gebruik van witte fosfor als een van de belangrijkste ingrediënten van de luciferkop. Witte fosfor is een zeer brandbaar en giftig materiaal. Zijn pyrofore eigenschappen betekenen dat het spontaan zelf kan ontbranden. Daarom wordt het vaak door het leger gebruikt als een brandgevaarlijk wapen.

Gelijk aan napalm wordt witte fosfor gebruikt in granaten en granaten, waarbij het spontaan ontbrandt om hitte te produceren die zo intens is dat het de huid van het bot doet smelten. Deze chemische stof is ook de boosdoener achter fosfor kaak, een beroepsziekte veroorzaakt door het inademen van de giftige dampen van de chemische stof. De witte fosfor tastte de onderkaak aan, veroorzaakte abcessen en zelfs hersenbeschadiging. De enige behandeling was het verwijderen van het hele kaakbeen, waardoor de patiënt blijvend verminkt zou worden. Het andere alternatief was de dood door orgaanfalen.

De instabiele en giftige eigenschappen van witte fosfor betekenden dat er dagelijks dodelijke ongelukken gebeurden: doosjes lucifers ontbrandden plotseling nadat ze waren geschud of in het zonlicht waren blijven liggen, en mensen ademden vaak de giftige dampen in. Er moest iets gedaan worden aan de gevaarlijke Lucifer lucifers.

Wanneer werden de veiligheidslucifers uitgevonden?

Door de vraag van het publiek naar en de afhankelijkheid van goedkope lucifers die overal konden worden aangestoken, duurde het meer dan 50 jaar nadat de gevaren waren vastgesteld voordat de productie van Lucifer lucifers werd beëindigd. Een combinatie van persaandacht, publieke campagnes en wetswijzigingen zorgden ervoor dat in 1910 deze dodelijke lucifers eindelijk werden vervangen door een veiliger alternatief.

Waarom worden lucifers veiligheidslucifers genoemd?

Interessant is dat de werkzame bestanddelen die in Lucifer lucifers aanwezig waren, nog steeds in veiligheidslucifers werden gebruikt, maar met één spel-veranderend verschil: de brandbare chemicaliën werden gescheiden tussen de luciferkop en het slagblok.

Witte fosfor werd uiteindelijk vervangen door een andere allotroop: rode fosfor. Rode fosfor ontbrandt niet in de lucht bij temperaturen van minder dan 240°C, in tegenstelling tot zijn voorganger die spontaan kon ontbranden bij 30°C. Dit betekent dat het een veel stabieler element is om in een alledaags huishoudartikel te gebruiken, en daarom worden lucifers veiligheidslucifers genoemd – ze zijn tegenwoordig veel veiliger!

Wat zijn veiligheidslucifers?

We hebben al vastgesteld dat het feit dat de brandbare elementen van elkaar gescheiden worden gehouden, de basis van veiligheidslucifers is. Maar wat zijn de doelen achter de ingrediënten?

De luciferkop bevat een oxidatiemiddel, meestal kaliumchloraat, en zwavel. Deze chemicaliën ontbranden niet uit zichzelf, wat betekent dat de lucifer niet zal ontbranden door normale wrijving. Dit komt omdat het slagvlak de chemische stof bevat die nodig is om het kaliumchloraat en de zwavel te laten ontbranden: rode fosfor.

De luciferkop bevat ook lijm, die niet alleen materialen aan elkaar bindt, maar ook als extra brandstof dient. Het houten stokje is bedekt met een laagje paraffinewas. Dit zorgt ervoor dat de vlam het stokje opbrandt. Het hout is ook doordrenkt met ammoniumfosfaat, dat een eventueel nagloeien in de kiem smoort. Het slagvlak en de luciferkop hebben één belangrijk ingrediënt gemeen: glaspoeder. Dit is belangrijk omdat het hele proces hierdoor in gang wordt gezet.

Hoe werken veiligheidslucifers?

Wanneer de luciferkop het krasvlak raakt, ontstaat door de glas-op-glas wrijving warmte. Deze hitte is voldoende om een kleine hoeveelheid rode fosfor om te zetten in witte fosfor damp.

Hoewel witte fosfor spontaan ontbrandt, zou het een kortstondige vertoning zijn, ware het niet dat er een oxidatiemiddel in de luciferkop zit. De kleine hoeveelheid witte fosfor begint het kaliumchloraat te ontbinden, waarbij zuurstof vrijkomt, zodat de vlam kan blijven branden. De zuurstof verbindt zich vervolgens met de zwavel, zodat deze ook kan gaan branden. Hierdoor ontbrandt het hout van de lucifer, waar de vlam aan blijft kleven vanwege de paraffine-was.

Al deze componenten zorgen ervoor dat de lucifer lang genoeg kan blijven branden om uw favoriete Yankee Candle aan te steken.

Het verschil tussen veiligheids- en gewone lucifers

Het enige verschil tussen veiligheids- en slag- en overal lucifers is dat de luciferkop van de laatste rode fosfor bevat, evenals een oxidatiemiddel en zwavel. Hierdoor kan het op elk oppervlak ontbranden wanneer wrijving warmte creëert.

Als je daarentegen een veiligheidslucifer tegen bijvoorbeeld een bakstenen muur zou slaan, zou er geen ontbranding plaatsvinden omdat er geen rode fosfor in de luciferkop zit.

Hoe zien veiligheidslucifers eruit?

De luciferkoppen zijn gewoonlijk rood, maar dat komt niet door de kleur van de chemicaliën die erin zitten. Het feit dat het dezelfde kleur heeft als de rode fosfor is slechts toeval. De reden dat het luciferkopje gekleurd is, is dat er kleurstof aan het uiteinde wordt toegevoegd om duidelijk aan te geven welk uiteinde vlam vat.

Het is duidelijk dat lucifers een behoorlijk gruwelijke evolutie hebben doorgemaakt. Het is een opluchting dat lucifers sinds de tijd van Lucifer met sprongen vooruit zijn gegaan, en hoe zoiets kleins zo opmerkelijk kan zijn.

Hier bij ReAgent ontrafelen we graag de wetenschappelijke en chemische mysteries achter alledaagse voorwerpen. In het verleden hebben we de chemie van vuurwerk onderzocht, en zelfs die van angst!