Номер 9, страница 61 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

9. Подготовьте сообщение по теме «Из истории создания спичек».

Предшественники спичек и первые химические опыты

История спичек начинается задолго до их привычного нам вида. Веками основным способом добычи огня служили огниво, кремень и трут — метод, требующий сноровки и сухих материалов. Первым шагом к химическому способу получения огня стало открытие фосфора в 1669 году гамбургским алхимиком Хеннигом Брандом. Уже в 1680 году учёный Роберт Бойль провёл опыт: он покрыл деревянную лучинку серой и зажёг её от контакта с кусочком бумаги, на который был нанесён фосфор. Это ещё не было спичкой, а лишь лабораторной демонстрацией.

В начале XIX века появились первые коммерческие устройства для получения огня — так называемые «макательные спички». Они представляли собой лучинки с головкой из смеси бертолетовой соли ($KClO_3$), серы ($S$) и сахара. Для воспламенения такую спичку нужно было окунуть в пузырёк с концентрированной серной кислотой ($H_2SO_4$). Реакция была бурной, а использование кислоты — крайне неудобным и опасным.

Ответ: До появления фрикционных спичек существовали лишь примитивные и опасные химические устройства, которые для зажигания требовали контакта с агрессивными реагентами, например, с серной кислотой.

Изобретение фрикционных спичек

Настоящий переворот в добыче огня произошёл в 1826 году благодаря английскому аптекарю Джону Уокеру. Экспериментируя с различными химическими веществами, он случайно смешал сульфид сурьмы(III) ($Sb_2S_3$), бертолетову соль ($KClO_3$), гуммиарабик (клей) и крахмал. Палочка, которой он размешивал состав, испачкалась, и он, чтобы очистить её, чиркнул ею о каменный пол. К его удивлению, палочка вспыхнула. Так были изобретены первые в мире спички, зажигающиеся от трения (фрикционные). Уокер начал продавать их в своей аптеке, прилагая к ним кусочек наждачной бумаги. Эти спички, которые позже получили коммерческое название «люциферы», имели серьёзные недостатки: они зажигались нестабильно, иногда со взрывом, разбрасывая горящие искры, и издавали удушливый запах сернистого газа.

Ответ: Первые фрикционные спички, зажигающиеся от трения о шероховатую поверхность, были изобретены Джоном Уокером в 1826 году, однако они были небезопасны в использовании.

Эпоха фосфорных спичек и их опасность

Следующий важный шаг сделал в 1830 году французский химик Шарль Сориа. Он решил усовершенствовать спички Уокера, заменив сульфид сурьмы на более активный компонент — белый фосфор. Это нововведение кардинально изменило ситуацию. Спички стали зажигаться легко и надёжно от трения о любую твёрдую поверхность, горели ровным пламенем и не имели столь резкого запаха при зажигании. Фосфорные спички быстро распространились по всему миру.

Однако эта популярность имела тёмную сторону. Белый фосфор чрезвычайно ядовит. Рабочие спичечных мануфактур, постоянно вдыхавшие его пары, страдали от тяжелейшего профессионального заболевания — фосфорного некроза челюстей, который приводил к разрушению костей лица, обезображиванию и нередко к смерти. Кроме того, такие спички были причиной многочисленных случайных пожаров и бытовых отравлений.

Ответ: Введение белого фосфора в состав спичечной головки сделало их удобными и популярными, но привело к массовым профессиональным заболеваниям рабочих и повысило пожарную опасность.

Создание безопасных спичек

Проблема токсичности и опасности фосфорных спичек требовала решения. Его нашёл шведский химик Густав Эрик Паш в 1844 году. Его гениальная идея заключалась в разделении компонентов зажигательной смеси. Он предложил наносить легковоспламеняющийся компонент не на головку спички, а на отдельную поверхность. В качестве такого компонента он использовал не ядовитый белый, а его безопасную аллотропную модификацию — красный фосфор ($P$).

Эту идею усовершенствовал и довёл до промышленного производства другой швед, Юхан Лундстрём, в 1855 году. Так появились «шведские», или безопасные спички. Их принцип действия таков: головка спички содержит окислитель (бертолетову соль, $KClO_3$) и горючее вещество (серу, $S$), а на тёрочную поверхность коробка нанесён красный фосфор и порошок стекла для увеличения трения. При трении головки о тёрку частички красного фосфора от тепла превращаются в белый, который мгновенно воспламеняется на воздухе. Этого тепла достаточно, чтобы запустить реакцию между бертолетовой солью и серой на головке спички, отчего загорается и сама деревянная палочка. Такие спички безопасны, так как не могут зажечься от случайного трения. В 1906 году международная Бернская конвенция официально запретила производство спичек с использованием белого фосфора.

Ответ: Изобретение безопасных («шведских») спичек стало возможным благодаря разделению компонентов: красный фосфор был вынесен на тёрку коробка, что исключило случайное возгорание и решило проблему токсичности.