Cum funcționează chibriturile de siguranță?

Cercetele de siguranță sunt un element comun în sertarul de bucătărie al fiecărei gospodării. Sunt un concept destul de simplu – loviți capul de chibrit împotriva benzii și voila. Dar, de fapt, în acest obiect de zi cu zi lucrează multă chimie.

Există două tipuri de chibrituri: cele care sunt considerate sigure și cele care pot fi aprinse folosind orice suprafață. Singura diferență este că, în cazul chibriturilor de siguranță, substanțele chimice necesare pentru aprinderea lor sunt ținute separat unele de altele. Dar, înainte de a înțelege cum funcționează, trebuie să ne întrebăm mai întâi – cum au luat naștere?

Cercetele Lucifer

Cercetele de siguranță au parcurs un drum lung de la precedentul lor, chibritul Lucifer. Potrivit unui articol din 1893 din Pacific Rural Press, invenția chibritului este atribuită lui Sir Isaac Holden, care a profitat de nevoia de a avea foc instantaneu la îndemână.

Nu a durat mult până când chibritul Lucifer a câștigat popularitate. Acestea erau vândute în cutii de metal și veneau cu o bucată de șmirghel pentru a se aprinde contra. Compoziția chibriturilor Lucifer nu era prea diferită de cea a chibriturilor de astăzi. Dar exista un ingredient care făcea o diferență vitală: fosforul alb.

Istoria macabră a chibriturilor

În timp ce fosforul alb își face apariția în chibriturile de siguranță din zilele noastre, acesta este doar sub formă de o cantitate mică de vapori – dar vom vorbi despre asta mai târziu. Cu toate acestea, la începutul secolului al XIX-lea, chibriturile Lucifer se bazau foarte mult pe fosforul alb ca fiind unul dintre ingredientele principale din capul de chibrit. Fosforul alb este un material foarte combustibil și toxic. Proprietățile sale piroforice înseamnă că se poate autoaprinde în mod spontan. Acesta este motivul pentru care este utilizat în mod obișnuit ca armă incendiară de către armată.

Similar cu Napalmul, fosforul alb este folosit în obuze și grenade, aprinzându-se spontan pentru a produce o căldură atât de intensă încât topește pielea de pe os. Acest produs chimic este, de asemenea, vinovatul din spatele falangei de fosfor, o boală profesională cauzată de inhalarea vaporilor toxici ai acestui produs chimic. Fosforul alb ar ataca maxilarul inferior, provocând abcese și chiar leziuni cerebrale. Singurul tratament era îndepărtarea întregului maxilar, lăsând bolnavul desfigurat definitiv. Cealaltă alternativă era moartea din cauza insuficienței organelor.

Proprietățile instabile și toxice ale fosforului alb însemnau că în fiecare zi se produceau accidente fatale: cutii de chibrituri se aprindeau brusc după ce erau scuturate sau lăsate la lumina soarelui, iar oamenii respirau adesea vaporii toxici. Trebuia să se facă ceva în privința periculosului chibrit Lucifer.

Când au fost inventate chibriturile de siguranță?

Din cauza cererii și dependenței publicului de chibrituri ieftine care puteau fi aprinse oriunde, a fost nevoie de mai mult de 50 de ani de la identificarea pericolelor pentru a se pune capăt fabricării chibriturilor Lucifer. O combinație de acoperire în presă, campanii publice și schimbări legislative a făcut ca, în 1910, aceste chibrituri mortale să fie în cele din urmă înlocuite cu o alternativă mai sigură.

De ce se numesc chibrituri de siguranță?

Interesant, ingredientele active care erau prezente în chibriturile Lucifer erau încă folosite în chibriturile de siguranță, dar cu o diferență care a schimbat jocul: substanțele chimice combustibile erau separate între capul chibritului și plăcuța de lovitură.

Fosforul alb a fost în cele din urmă înlocuit cu un alt alotrop: fosforul roșu. Fosforul roșu nu se aprinde în aer atunci când temperatura este sub 240°C, spre deosebire de predecesorul său, care se putea aprinde spontan la 30°C. Acest lucru înseamnă că este un element mult mai stabil pentru a fi folosit într-un obiect de uz casnic banal și de aceea chibriturile se numesc chibrituri de siguranță – sunt mult mai sigure în zilele noastre!

Ce sunt chibriturile de siguranță?

Am stabilit deja că ceea ce constituie chibriturile de siguranță este faptul că elementele combustibile sunt ținute separate unele de altele. Dar care sunt scopurile din spatele ingredientelor?

Capul chibritului conține un agent oxidant, de obicei clorat de potasiu, și sulf. Aceste substanțe chimice nu se aprind singure, ceea ce înseamnă că chibritul nu se va aprinde din cauza frecării normale. Acest lucru se datorează faptului că suprafața de lovire conține substanța chimică necesară pentru ca cloratul de potasiu și sulful să se aprindă: fosforul roșu.

Capul chibritului conține, de asemenea, lipici, care nu numai că leagă materialele între ele, dar servește și drept combustibil suplimentar. Bagheta de lemn este acoperită cu un strat de ceară de parafină. Acest lucru asigură faptul că flacăra va arde în josul bățului. De asemenea, lemnul este îmbibat cu fosfat de amoniu care înăbușă orice urmă de flacără. Suprafața de lovire și capul chibritului au în comun un ingredient major: praf de sticlă. Acesta este important pentru că este cel care dă startul întregului proces.

Cum funcționează chibriturile de siguranță?

Când capul chibritului lovește suprafața de zgâriere, frecarea dintre sticlă și sticlă creează căldură. Această căldură este suficientă pentru a transforma o cantitate mică de fosfor roșu în vapori de fosfor alb.

Deși fosforul alb se aprinde spontan, ar fi o manifestare de scurtă durată dacă nu ar fi fost agentul oxidant din capul chibritului. Cantitatea mică de fosfor alb începe să descompună cloratul de potasiu, eliberând oxigen, astfel încât flacăra poate continua să ardă. Oxigenul se combină apoi cu sulful, astfel încât și acesta poate începe să ardă. Acest lucru aprinde lemnul chibritului, de care flacăra se va lipi datorită parafinei.

Toate aceste componente sunt cele care permit chibritului să rămână aprins suficient de mult timp pentru a aprinde lumânarea dumneavoastră preferată de la Yankee Candle.

Diferența dintre chibriturile de siguranță și chibriturile normale

Singura diferență dintre chibriturile de siguranță și chibriturile „strike-anywhere” este că capul de chibrit al celor din urmă conține fosfor roșu, precum și un agent oxidant și sulf. Acest lucru îi permite să se aprindă pe orice suprafață atunci când frecarea creează căldură.

În schimb, dacă ați lovi un chibrit de siguranță de un perete de cărămidă, de exemplu, nu s-ar aprinde, deoarece capul de chibrit nu conține fosfor roșu.

Cum arată chibriturile de siguranță?

În timp ce capetele de chibrit sunt de obicei roșii, acest lucru nu se datorează culorii substanțelor chimice conținute. Faptul că este de aceeași culoare cu fosforul roșu este doar o coincidență. Motivul pentru care capul de chibrit este colorat se datorează faptului că în vârf se adaugă colorant pentru a indica în mod clar care capăt ia foc.

Este evident că chibriturile au trecut printr-o evoluție destul de macabră. Este o ușurare faptul că chibriturile de siguranță au făcut pași uriași de pe vremea lui Lucifer și cum ceva atât de mic poate fi atât de remarcabil.

Aici, la ReAgent, ne place să deslușim misterele științifice și chimice din spatele obiectelor banale. În trecut, am analizat chimia artificiilor și chiar a fricii!