Historie om kjemiske kamper

Kjemi for å lage ild ved hjelp av fyrstikker

En fyrstikk bruker en kjemisk reaksjon for å produsere en flamme. Tim Oram, Getty Images

Hvis du trenger det starte en brann gnir du pinner sammen eller bryter ut den hendige flinten? Sannsynligvis ikke. De fleste ville brukt en lighter eller en fyrstikk for å starte et bål. Fyrstikker gir en bærbar, brukervennlig brannkilde. Mange kjemiske reaksjoner genererer varme og brann , men fyrstikker er en ganske ny oppfinnelse. Fyrstikker er også en oppfinnelse du sannsynligvis ikke ville valgt å duplisere hvis sivilisasjonen tok slutt i dag eller du var strandet på en øde øy. Kjemikaliene involvert i moderne fyrstikker er generelt trygge, men det var ikke alltid tilfelle:

1669 [Hennig Brand eller Brandt, også kjent som Dr. Teutonicus]

Brand var en alkymist fra Hamburg som oppdaget fosfor under sine forsøk på å snu uedle metaller inn i gull . Han tillot en kar på urin å stå til den råtnet. Han kokte den resulterende væsken ned til en pasta, som han varmet opp til høy temperatur, slik at dampene kunne trekkes inn i vann og kondenseres til... gull. Brand fikk ikke gull, men han fikk en voksaktig hvit substans som lyste i mørket. Dette var fosfor, en av de første elementer som skal isoleres annet enn de som eksisterer fri i naturen. Fordampende urin produserte ammoniumnatriumhydrogenfosfat (mikrokosmisk salt), som ga natriumfosfitt ved oppvarming. Ved oppvarming med karbon ( kull ) dette spaltes til hvitt fosfor og natriumpyrofosfat:
(NH₄)NaHPO₄—› NaPO₃+ NH₃+ H_toO
8 Og der₃+ 10C —› 2Na₄P_toO₇+ 10CO + P₄
Selv om Brand prøvde å holde prosessen hemmelig, solgte han oppdagelsen til en tysk kjemiker, Krafft, som stilte ut fosfor i hele Europa. Det lekket ut at stoffet var laget av urin, som var alt Kunckel og Boyle trengte for å finne frem til sine egne metoder for å rense fosfor.

1678 [Johann Kunckel]
Knuckel laget vellykket fosfor fra urin.

1680 [Robert Boyle]

Sir Robert Boyle bestrøket et stykke papir med fosfor, med en separat splint av svovelbelagt tre. Når treet ble trukket gjennom papiret, ville det flamme opp. Fosfor var vanskelig å få tak i på den tiden, så oppfinnelsen var bare en kuriositet. Boyles metode for å isolere fosfor var mer effektiv enn Brands:

4NaPO₃+ 2SiO_to+ 10C —› 2Na_toDet er ikke₃+ 10CO + P₄

1826/1827 [John Walker, Samuel Jones]

Walker oppdaget serendipitously en friksjon fyrstikk laget av antimon sulfid, kaliumklorat, tyggegummi og stivelse, et resultat av en tørket klatt på enden av en pinne som brukes til å røre en kjemisk blanding. Han tok ikke patent på oppdagelsen sin, selv om han viste den til folk. Samuel Jones så demonstrasjonen og begynte å produsere 'Lucifers', som var fyrstikker som ble markedsført til de sørlige og vestlige amerikanske statene. Lucifere kunne angivelig antennes eksplosivt, noen ganger kaste gnister på betydelig avstand. De var kjent for å ha en sterk 'fyrverkeri'-lukt.

1830 [Charles Sauria]

Sauria omformulerte fyrstikken ved å bruke hvitt fosfor, som eliminerte den sterke lukten. Fosforet var imidlertid dødelig. Mange utviklet en lidelse kjent som 'fossy kjeve'. Barn som sugde på fyrstikker utviklet skjelettdeformiteter. Fosforfabrikkarbeidere fikk beinsykdommer. En pakke fyrstikker inneholdt nok fosfor til å drepe en person.

1892 [Joshua Pusey]

Pusey oppfant fyrstikkboken, men han plasserte slagflaten på innsiden av boken slik at alle 50 fyrstikkene skulle antennes på en gang. Diamond Match Company kjøpte senere Puseys patent og flyttet den slående overflaten til utsiden av emballasjen.

1910 [Diamond Match Company]

Med et verdensomspennende press for å forby bruk av hvite fosfor fyrstikker, fikk Diamond Match Company patent på en ikke-giftig fyrstikk som brukte sesquisulfid av fosfor. USAs president Taft ba Diamond Match gi fra seg patentet.

1911 [Diamond Match Company]

Diamond ga deres patent 28. januar 1911. Kongressen vedtok en lov som setter en uoverkommelig høy skatt på hvite fosfor fyrstikker.

I dag

Butan-lightere har i stor grad erstattet fyrstikker i mange deler av verden, men fyrstikker lages og brukes fortsatt. The Diamond Match Company, for eksempel, lager mer enn 12 milliarder fyrstikker i året. Omtrent 500 milliarder fyrstikker brukes årlig i USA.

Et alternativ til kjemiske fyrstikker er brannstål. Brannstål bruker en spiss og magnesiummetall for å produsere gnister som kan brukes til å starte en brann.

Kilder

• Crass, M. F., Jr. (1941). «En historie om fyrstikkindustrien. Del 5.' Journal of Chemical Education . 18 (7): 316–319. gjør jeg: 10.1021/ed018p316
• Hughes, J.P.W; Baron, R.; Buckland, D.H., Cooke, M.A.; Craig, J.D.; Duffield, D.P.; Grosart, A.W.; Parkes, P.W.J.; & Porter, A. (1962). 'Fosfornekrose i kjeven: en nåværende studie: med kliniske og biokjemiske studier.' Bro. J. Ind. Med . 19 (2): 83–99. gjør jeg: 10.1136/oem.19.2.83
• Wisniak, Jaime (2005). 'Tenstikker—fremstilling av ild.' Indian Journal of Chemical Technology . 12: 369–380.