Cheminių degtukų istorija

Ugnies kurimo naudojant degtukus chemija

Degtukas naudoja cheminę reakciją, kad sukurtų liepsną. Timas Oramas, Getty Images

Jei reikia pradėti ugnį ar trinate pagaliukus ar išlaužote savo patogų titnagą? Tikriausiai ne. Dauguma žmonių gaisrui užkurti naudoja žiebtuvėlį ar degtuką. Degtukai leidžia naudoti nešiojamąjį, lengvai naudojamą ugnies šaltinį. Daug cheminės reakcijos sukelia šilumą ir ugnį , bet degtukai yra gana naujas išradimas. Degtukai taip pat yra išradimas, kurio tikriausiai nesirinktumėte kopijuoti, jei civilizacija baigtųsi šiandien arba būtumėte įstrigę dykumoje saloje. Šiuolaikinėse rungtynėse naudojamos cheminės medžiagos paprastai yra saugios, tačiau taip buvo ne visada:

1669 [Hennig Brand arba Brandt, taip pat žinomas kaip Dr. Teutonicus]

Brandas buvo Hamburgo alchemikas, kuris atrado fosforo per jo bandymus apsisukti netaurieji metalai į auksas . Jis leido vat šlapimas stovėti, kol supuvo. Gautą skystį jis išvirino iki pastos, kurią pakaitino iki aukštos temperatūros, kad garai būtų įtraukiami į vandenį ir kondensuotųsi į... auksą. Brandas negavo aukso, bet gavo vaško baltumo medžiagą, kuri švytėjo tamsoje. Tai buvo fosforas, vienas iš pirmųjų izoliuotini elementai išskyrus tuos, kurie egzistuoja laisvoje gamtoje. Garuojant šlapimui susidarė amonio natrio vandenilio fosfatas (mikrokosminė druska), kurį kaitinant susidarė natrio fosfitas. Kai kaitinama anglimi ( anglis ) šis suskyla į baltąjį fosforą ir natrio pirofosfatą:
(NH₄)NaHPO₄—› NaPO₃+ NH₃+ H_duO
8 Ir ten₃+ 10C —› 2Na₄P_duO₇+ 10 CO + P₄
Nors Brandas bandė išlaikyti savo procesą paslaptyje, jis pardavė savo atradimą vokiečių chemikui Krafftui, kuris eksponavo fosforą visoje Europoje. Pasklido žinia, kad ši medžiaga buvo pagaminta iš šlapimo, kurio Kunckeliui ir Boyle'ui prireikė, kad jie patys surastų fosforo valymo priemones.

1678 [Johanas Kunckelis]
Knuckelis sėkmingai pagamino fosforą iš šlapimo.

1680 m. [Robertas Boyle'as]

Seras Robertas Boyle'as padengė popieriaus lapą fosforu su atskira siera padengtos medienos atplaiša. Kai mediena buvo ištraukta per popierių, ji užsiliepsnojo. Fosforo tuo metu buvo sunku gauti, todėl išradimas tebuvo kuriozas. Boyle'o fosforo išskyrimo metodas buvo efektyvesnis nei Brando:

4NaPO₃+ 2SiO_du+ 10C —› 2Na_duTai ne₃+ 10 CO + P₄

1826/1827 [John Walker, Samuel Jones]

Walkeris netikėtai atrado trinties degtuką, pagamintą iš stibis sulfidas, kalio chloratas, guma ir krakmolas, susidarę dėl išdžiūvusios dėmės pagaliuko, naudojamo cheminiam mišiniui maišyti, gale. Jis nepatentavo savo atradimo, nors parodė jį žmonėms. Samuelis Jonesas pamatė demonstraciją ir pradėjo gaminti „Liuciferius“, kurie buvo degtukai, parduodami pietinėse ir vakarinėse JAV valstijose. Pranešama, kad liuciferiai gali sprogti, kartais išmesdami kibirkštis į didelį atstumą. Buvo žinoma, kad jie turi stiprų „fejerverko“ kvapą.

1830 m. [Charles Sauria]

Sauria suformulavo rungtynes ​​naudodami baltąjį fosforą, kuris pašalino stiprų kvapą. Tačiau fosforas buvo mirtinas. Daugeliui žmonių išsivystė sutrikimas, vadinamas „žandikauliu“. Vaikams, čiulpusiems degtukus, išsivystė skeleto deformacijos. Fosforo gamyklos darbuotojai susirgo kaulų ligomis. Viename degtukų pakelyje buvo pakankamai fosforo, kad būtų galima nužudyti žmogų.

1892 [Joshua Pusey]

Pusey išrado degtukų knygelę, tačiau smogiamąjį paviršių jis padėjo knygos viduje, kad visi 50 degtukų užsidegtų vienu metu. Vėliau „Diamond Match Company“ įsigijo Pusey patentą ir perkėlė ryškų paviršių į pakuotės išorę.

1910 [Diamond Match Company]

Visame pasaulyje siekdama uždrausti baltojo fosforo degtukų naudojimą, „Diamond Match Company“ gavo patentą nenuodingam degtukui, kuriame buvo naudojamas fosforo seskvisulfidas. JAV prezidentas Taftas paprašė, kad „Diamond Match“ atsisakytų savo patento.

1911 [Diamond Match Company]

Deimantas išdavė savo patentą 1911 m. sausio 28 d. Kongresas priėmė įstatymą, nustatantį pernelyg didelį mokestį baltojo fosforo degtukams.

Šią dieną

Butano žiebtuvėliai daugelyje pasaulio šalių iš esmės pakeitė degtukus, tačiau degtukai vis dar gaminami ir naudojami. Pavyzdžiui, „Diamond Match Company“ per metus pagamina daugiau nei 12 mlrd. Jungtinėse Valstijose kasmet sunaudojama apie 500 milijardų degtukų.

Alternatyva cheminiams degtukams yra ugniai atsparus plienas. Priešgaisrinis plienas naudoja smogtuvą ir magnio metalą, kad sukurtų kibirkštis, kurios gali būti naudojamos gaisrui sukelti.

Šaltiniai

• Crass, M. F., jaunesnysis (1941). „Degtukų pramonės istorija. 5 dalis. Cheminio švietimo žurnalas . 18 (7): 316–319. doi: 10.1021/ed018p316
• Hughesas, J. P. W.; Baronas, R.; Buckland, D. H., Cooke, M. A.; Craigas, J. D.; Duffieldas, D. P.; Grosartas, A. W.; Parkesas, P. W. J.; & Porter, A. (1962). „Žandikaulio fosforo nekrozė: dabartinis tyrimas: su klinikiniais ir biocheminiais tyrimais“. Brolis. J. Ind. Su . 19 (2): 83–99. doi: 10.1136/oem.19.2.83
• Wisniak, Jaime (2005). „Degtukai – ugnies gamyba“. Indijos chemijos technologijų žurnalas . 12: 369–380.