Химия вокруг нас - [12]
За период более чем 150 лет было использовано большое количество рецептур зажигательных масс, из которых изготавливают головки спичек. Они являются сложными многокомпонентными системами. В них входят: окислители (KClO>3, K>2Cr>2O>7, MnO>2), дающие кислород, необходимый для горения; горючие вещества (сера, животные и растительные клеи, сульфид фосфора P>4S>3); наполнители — вещества, предотвращающие взрывной характер горения головки (измельченное стекло, Fe>2O>3); склеивающие вещества (клеи), которые одновременно являются и горючими; стабилизаторы кислотности (ZnO, CaCO>3 и др.); вещества, окрашивающие спичечную массу в определенный цвет (органические и неорганические красители).
По количеству кислорода, выделяемого на одну массовую часть, хромпик K>2Cr>2O>7 уступает бертолетовой соли KClO>3, но зажигательные составы, содержащие первый окислитель, воспламеняются значительно легче. Кроме того, хромпик улучшает качество шлака.
Повышенная кислотность зажигательной массы нежелательна, так как она способствует протеканию побочных химических процессов. Поэтому в нее добавляют оксид цинка и мел.
Пиролюзит MnO>2 играет двойную роль: катализатора разложения бертолетовой соли и источника кислорода. Оксид железа (III) Fe>2O>3 также выполняет две функции. Он является минеральной краской (цвет ржавчины) и существенно уменьшает скорость горения массы, делая горение более спокойным.
Температура горения спичечных головок достигает 1500°C, а температура их воспламенения лежит в пределах 180...200°C.
Фосфорная (терочная) масса также является многокомпонентной. Она наносится на узкие боковые наружные стороны спичечной коробки. В состав наиболее распространенной терочной массы входят: красный фосфор, сульфид сурьмы (III) Sb>2S>3, железный сурик Fe>2O>3, пиролюзит MnO>2, мел CaCO>3, клей.
Считают, что при трении головки о фосфорные намазки тепловой импульс направлен в основном не на нагревание зажигательной массы до температуры воспламенения, а на сублимацию (возгонку) красного фосфора. В результате сублимации красного фосфора образуется белый, который легко взаимодействует с кислородом воздуха с выделением большого количества теплоты.
Одним из важных показателей качества спичек является легкость воспламенения головки спички о терку. Этот показатель называют чуткостью спичек. Она должна находиться в определенных пределах. Спички с очень высокой чуткостью способны воспламеняться при трении о неактивные шероховатые поверхности и потому не отвечают требованиям безопасности. При транспортировке таких спичек возможно самопроизвольное воспламенение. Опытом установлено, что чувствительность спичек зависит от соотношения окислителей и восстановителей в зажигательной смеси и от состава намазной массы терки. Температура воспламенения зажигательной массы имеет меньшее значение, чем головки.
При многих недостатках спички, содержащие в головке белый фосфор, имели одно большое достоинство — они легко зажигались при трении о любую шероховатую поверхность. Это свойство удалось сообщить обычным спичкам введением в их головку трисульфида тетра-фосфора P>4S>3. Специалисты называют такие спички сесквисульфидными или сокращенно сесквиспичками. Особым сортом спичек являются ветровые. Они позволяют использовать пламя при силе ветра в 10...12 баллов. Длительность горения таких спичек равна 5...10 с. В отличие от обычных спичек у ветровых удлиненная форма головки (10...12 мм). Для продления времени горения в состав головки вводят крахмал. Для усиления ветроустойчивости спичек (до 12 баллов) в состав головки вводят нафталин.
При изготовлении влагоупорных спичек их головки покрывают нитроцеллюлозной пленкой.
Подсчитано, что мировое производство спичек составляет 30 млрд коробок в год. На одну коробку расходуется около 1 г спичечной массы. Следовательно, расход спичечной массы в мировом масштабе составляет десятки тысяч тонн в год.
Следует отметить, что реакция, протекающая при сгорании головки спички, — это один из наиболее бурных химических процессов. В больших масштабах она является и одной из наиболее опасных. Поэтому производство спички (которая хотя и называется безопасной) требует к себе уважительного отношения.
После прочтения этого материала, возможно, вы, уважаемый читатель, беря в руки обыкновенную спичку, будете относиться к ней с большим почтением, чем до сих пор. Ведь в ней сосредоточена не только большая энергия, но и опыт многих поколений и труд многих людей.
Бумага и карандаши
Без преувеличения можно сказать, что каждый человек ежедневно и в большом количестве использует бумагу или изделия из нее. Неоценима роль бумаги в истории культуры. Письменная история человечества насчитывает около шести тысячелетий и началась до изобретения бумаги. Вначале для этой цели служили глиняная пластинка и камень. Однако без бумаги вряд ли письменность — важнейшее средство общения людей — получила бы такое развитие. Письмо, являясь знаковой системой фиксации речи, позволяет сохранять ее во времени и передавать на расстояния. Даже при широчайшем распространении радио, телевидения и магнитофонных записей, а также памяти электронно-вычислительных машин бумага как средство хранения информации и культурных ценностей человечества не перестает и по сей день играть своей неоценимой роли.
Издание представляет собой сборник рассказов о химических элементах, т. е. о видах атомов, из которых построены звезды и Солнце, Луна и планеты, земля, вода, воздух, растения, животные и мы сами. Это рассказы о тех химических элементах, которые занимают определенное место в периодической системе, созданной великим химиком Дмитрием Ивановичем Менделеевым. В этой естественной системе место, занимаемое тем или иным элементом, позволяет определить не только его химические и физические свойства, но также состав и свойства соединений, образуемых им с другими элементами.
В книге рассказывается об истории развития основных направлений в квантовой химии. Авторы приводят разнообразный и малоизвестный материал, вводят читателя в круг основных понятий этой науки. Особое внимание уделяется физическому смыслу наиболее важных из них: квантовое число, валентность, молекулярная орбиталь, химическая связь и т. п. Авторы не только прослеживают историческую эволюцию системы понятий теоретической химии начиная с XIX века и до наших дней, но и показывают логическую связь между классическими и квантовыми понятиями.
Вопреки сложившейся традиции излагать историю науки как историю идей и теорий автор из ГДР В. Штрубе дает оригинальную трактовку развития науки: он стремится показать, как открытия, изобретения, накопление новых знаний и становление научной химии способствовали развитию общества. Для широкого круга читателей.
В жизни насекомых чрезвычайно большую роль играют запахи. Общаясь между собой при помощи пахучих молекул-феромонов, шестиногие «рассказывают» об источнике пищи, образуют брачные пары, охраняют свое жилище, метят «владения». О том, как ученые разгадали тайну химического языка насекомых, синтезировали феромоны в лабораториях и разработали способы их практического применения, узнает читатель этой книги.Ее с увлечением прочтут те, кто интересуется прикладной энтомологией и вопросами охраны окружающей среды.
Сенсационное разоблачение! Пенни Лекутер, преподаватель химии из Канады, и практикующий американский химик Джей Берресон показывают изнанку всемирной истории. Не боги, не цари, не герои, не массы и даже не большие идеи — миром правит химия. Невидимые глазу молекулы приводят в движение народы, армии и флоты, рождают и обращают в прах города и целые цивилизации, двигают горы и толкают людей на великие подвиги, чудовищные преступления и грандиозные авантюры…Авторы рисуют портреты семнадцати молекул, оказавших и оказывающих самое значительное влияние на нас и нашу планету.
В книге рассказывается «о том, как устроена биосфера и что осталось от биосфер геологического прошлого». Показан основополагающий вклад В. И. Вернадского в учение о биосфере и о роли жизни в геологических процессах. Большое внимание уделяется новейшим научным открытиям, в частности удивительным оазисам жизни, обнаруженным в рифтовых зонах Мирового океана на глубине 1500—3000 м.Автор: А. В. ЛАПО — кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Всесоюзного научно-исследовательского геологического института имени А. П. Карпинского в Ленинграде.