Общественно-политическая газета
Сейчас в Баку 12:08

главная | хроника | политика | экономика | точка зрения | общество | за рубежом | культура | спорт
медицина | образование | история | простые вещи | телегазета | интервью | турклуб | за горизонтом | люди | очерк | природа

Спички, о которых забыли

Об изобретении двухтысячелетней давности вспомнили только в XVIII веке

02.03.2013   простые вещи  

О.БУЛАНОВА
  Спички, о которых забыли  

Без чего человек не сможет обойтись, попав в тяжелые условия? Что является необходимым элементом любого НЗ? Что берегут как зеницу ока военные, туристы или путешественники? Маленькую, совершенно незаметную и копеечную вещь - спички. Можно обойтись без чего угодно, но без того, что помогает разжечь огонь и не умереть от холода и сырой пищи, обойтись невозможно. На протяжении многих десятилетий спички были одним из важнейших элементов человеческой жизни, да и сегодня играют далеко не последнюю роль в нашем повседневном обиходе. Обычно, чиркая спичкой о коробок, мы даже не задумываемся над тем, какие химические реакции происходят в эту секунду и сколько изобретательности и сил положили люди, чтобы иметь такое удобное средство добывания огня.

С огнем у человека всегда были сложные отношения. Огню люди поклонялись, обожествляли его, потому что он помогал им выжить и, по большому счету, сделал человека человеком. Так что обыкновенные спички - и это несомненно - принадлежат к числу самых удивительных изобретений человеческого ума. Чтобы убедиться в этом, достаточно вспомнить, скольких усилий требовало разведение огня в прежние времена. Какими только способами люди не добывали огонь до появления спичек! Терли друг о друга сухие деревянные поверхности, выбивали искру кремнием, пытались поймать солнечный луч сквозь кусочек слюды... А когда это наконец-то удавалось сделать, бережно поддерживали горящие угли в глиняных горшках.

Что касается утомительного способа извлекать огонь трением, то наши предки отказались от него еще в древности: долго и утомительно. Индейцы для этой цели использовали двух человек. Брали сухой столбик, веревку или скрученную типа трута тряпочку и терли ею о столбик. Терли вдвоем, работая тряпочкой как двуручной пилой. В связи с этим вспоминается выпуск передачи "Что? Где? Когда?" примерно двадцатилетней давности. Ворошилов дал знатокам такой столбик и тряпочку (или веревочку, сейчас уже не помню) и задал вопрос: что это за предметы и для чего они используются? Александр Бялко тут же стал отвечать. Ворошилов принял ответ, но попросил показать, как это все происходило. И Бялко начал со всей силы тереть веревочкой о столбик. Через минуту от столбика пошел дым. Ворошилов воскликнул: "Вообще-то для такого способа получения огня древние индейцы использовали двух человек. А цивилизованный Саша Бялко добыл огонь в одиночку!"

Видимо, таких, как Саша Бялко, у древних было мало, поэтому-то они от такого способа и отказались. В средние века появилось для этой цели более удобное приспособление - огниво, потомок кремня. Но и с огнивом разжигание огня требовало известной сноровки и усилий: при ударе железа о кремень высекалась искра, которая попадала на заранее подготовленный трут, пропитанный селитрой. Трут начинал тлеть. Приложив к нему листок бумаги, стружку или любую другую сухую и горючую растопку, раздували огонь. Раздувание искры было самым неприятным моментом в этом занятии. Даже не столько неприятным, сколько утомительным. И, естественно, человек задался вопросом: а можно ли было обойтись без этого? И вот кто-то придумал обмакнуть сухую лучинку в расплавленную серу. В результате на одном кончике лучины образовывалась серная головка. Сера - вещество горючее, ей много не надо, чтобы занялся огонь. Когда серную головку прижимали к тлеющему труту, она вспыхивала. От нее загоралась вся лучинка. Это был уже прорыв.

Но так как в течение всей своей предыдущей истории люди старались получить огонь с помощью исключительно механических воздействий - трения или удара - то при таком традиционном подходе лучинка с серной головкой могла играть лишь вспомогательную роль, поскольку непосредственно добыть огонь с ее помощью было нельзя, ведь она не загоралась ни от удара, ни от трения.

Такую вспомогательную роль лучинка с серной головкой продолжала играть довольно долго, пока не наступил XVIII век, в конце которого известный химик Клод Бертолле доказал, что пламя может быть результатом не только механического воздействия, но и химической реакции. В частности, если капнуть серной кислотой на хлорноватистокислый калий (хлорат калия, иначе говоря, бертолетову соль), возникнет пламя. Так в Европе в 1805 г. появились спички-"маканки" - тонкие лучинки с головками, смазанными бертолетовой солью, которые зажигались после обмакивания их в раствор концентрированной серной кислоты. Казалось бы, ничего сногсшибательного, никакой Америки, но до такого простого открытия почему-то додумались только в начале XIX в. В это время уже ходили поезда, работали ткацкие станки и плавали пароходы.

Однако есть версия, что спичкам на самом деле почти две тысячи лет. Ученые предполагают, что первоначально спички были изобретены в Китае в 577 г. при династии Ци. Придворные оказались в военной осаде остались без огня и изобрели их из серы. Описание этих спичек дает Тао Гу в своей книге "Доказательства чрезвычайного и сверхъестественного" (ок. 950 г.): "Если что-то неожиданное происходит в одночасье, это занимает некоторое время. Проницательный человек упростил малым палочки сосны пропитав серой. Они были готовы к использованию. Осталось только тереть их на неровной поверхности. Получалось пламя, большое, как пшеничный колос. Это чудо называется "раб, одетый светом". Но когда я начал торговать ими, называл их палочки огня". Известно, что еще в 1270 г. спички уже свободно продавались на рынке в городе Ханчжоу. Но потом про них забыли и "вспомнили" только в начале XIX в.

Это открытие позволило подойти к проблеме добывания огня совсем с другой стороны. В разных странах начались многолетние изыскания по созданию спичек с концом, намазанным тем или иным химическим веществом, способным возгораться при определенных условиях. В том же 1805 г. французский химик Шансель, переняв опыт Бертолле, изобрел зажигательные машины. На деревянную палочку наносилась смесь, состоящая из серы, смолы и сахара. При соприкосновении с серной кислотой происходило воспламенение. Реакция была достаточно быстрой и носила взрывной характер. Спички были весьма опасным предметом. Хотя и Шансель не был первым: еще в 1680 г. ирландский физик Роберт Бойль (открывший закон Бойля), покрыл фосфором небольшой листок и потер его деревянной палочкой с серной головкой - спичкой. Но, к сожалению, никакого полезного вывода из этого Роберт Бойль не сделал, иначе совершенно точно считался бы изобретателем спичек.

Кстати, о происхождении слова "спичка". Оно является производным от старорусского слова "спички" - множественной формы слова "спица" (заостренная деревянная палочка, заноза). Слово это - новое, в словаре Даля оно есть только как уменьшительная форма "спицы". Связь слов "спичка" и "спица" там подчеркивается в приведенных примерах: "Шешлыкъ жарятъ на спичкахъ. Невелика спичка, а ступить не дастъ, заноза".

Первоначально спичками называли деревянные гвозди, которые использовались для крепления подошвы к верху обуви. В таком значении слово и посейчас используется в ряде регионов России. Первоначально для обозначения спичек в современном понимании использовалось словосочетание "зажигательные (или самогарные) спички" и только с повсеместным распространением спичек первое слово стало опускаться, а потом и вовсе исчезло из обихода.

В 1812 г. Шансель изобрел первые самозажигающиеся спички, тоже пока еще весьма несовершенные. Спички Шанселя представляли собой деревянные палочки с головкой из смеси серы, бертолетовой соли и киновари, киноварь служила для окраски зажигательной массы в красивый красный цвет. В солнечную погоду такая спичка зажигалась при помощи двояковыпуклой линзы, а в других случаях - при соприкосновении с капелькой концентрированной серной кислоты. Эти спички были очень дороги и, кроме того, опасны, так как серная кислота разбрызгивалась при воспламенении головки и могла вызывать ожоги. Понятно, что такие спички не получили широкого распространения.

Начали искать другое легковоспламеняющееся вещество и тут обратили внимание на белый фосфор, открытый в 1669 г. немецким алхимиком Брандом. Бранд получил фосфор при выпаривании смеси песка и мочи, пытаясь найти философский камень. Фосфор гораздо более горюч, чем сера, но и с ним не все сразу получилось.

К тому времени было открыто и известно много способов для получения огня, но только с использованием белого фосфора ученые того времени сделали огромный шаг вперед в получении спичек. Пальму первенства можно по праву отдать немецкому ученому А.Ганквитце, который буквально в первые годы XIX в. открыл способ изготовления спичек с серным покрытием, зажигающимся во время трения о кусочек фосфора. Однако этот способ требовал усовершенствования: спички зажигались с трудом, так как фосфор выгорал слишком быстро и не успевал воспламенить лучину. Тогда его стали наносить поверх головки старой серной спички, предполагая, что сера быстрее загорится от фосфора, чем древесина. Но эти спички тоже загорались плохо. Дело пошло на лад только после того, как стали подмешивать к фосфору вещества, способные при нагревании выделять необходимый для воспламенения кислород.

Признанным изобретателем фосфорных спичек стал француз Шарль Сориа. Это случилось в 1830 г. К смеси бертолетовой соли с серой 19-летний химик добавлял фосфор белого цвета и клей. Температура воспламенения этих спичек была небольшой и составляла всего 30 градусов, поэтому они легко воспламенялись при трении о любую твердую поверхность, например, подошву сапога. (Кстати, температура пламени спички 750-850 °C, при этом 300 °C - температура воспламенения дерева, а температура горения дерева равняется примерно 800-1000 °C.) Спички Сориа не имели запаха, однако были вредны для здоровья, поскольку белый фосфор ядовит. Молодой ученый хотел запатентовать свое изобретение, но у него не хватило на это средств.

Кроме того, что белый фосфор ядовит, у спичек Сориа был еще один недостаток: они были очень легко воспламеняемыми, поскольку загорались даже от взаимного трения в коробке. В то время даже ходил английский анекдот, в котором целая спичка говорит другой, полуобгоревшей: "Видишь, чем кончается твоя скверная привычка чесать затылок!"

Параллельно с фосфорными спичками лучшие умы человечества искали другие, более простые в употреблении и менее опасные спички, которые позволяли бы получать огонь. Так, один из вариантов химических спичек, зажигавшиеся при соприкосновении головки из смеси сахара и перхлората калия с серной кислотой, появился в Вене. В 1813 г. здесь была зарегистрирована первая в Австро-Венгрии спичечная мануфактура Mahliard'а & Wik'а по производству химических спичек. Вариантом такой спички пользовался Чарльз Дарвин, раскусывая стекло колбочки с кислотой и рискуя обжечься.

Изобретению первых "сухих" серных спичек мир обязан английскому химику и аптекарю Джону Уокеру. К этому моменту начала производства серных спичек химические спички были уже достаточно широко распространены в Европе, поэтому революцией в прямом смысле слова это изобретение не стало. Уокер обнаружил, что, если на кончик деревянной палочки нанести смесь из сульфида сурьмы, бертолетовой соли и гуммиарабика (это такая вязкая жидкость, выделяемая акацией, ее еще называют камедью), а затем высушить все это дело на воздухе, то при трении такой спички о мелкую терку или другую шершавую поверхность ее головка легко зажигается. Следовательно, необходимость таскать с собою пузырек с серной кислотой отпадает. Уокер наладил небольшое производство своих спичек, длина которых составляла целый ярд и которые упаковывались в оловянные цилиндрические пеналы по сто штук. Первая продажа спичек состоялась 7 апреля 1827 г. местному адвокату - мистеру Хиксону, однако больших денег на своем изобретении Уокер не заработал. Да он и не запатентовал свои Friction Lights ("Огни трения"), как он назвал изобретенные им первые в мире спички, которые зажигались от трения.

Однако вскоре Friction Lights увидел Сэмюэл Джонс и решил также начать продавать их, назвав Lucifers. Хорошее название! Возможно благодаря ему спички Джонса и стали популярными, особенно среди курильщиков.

Однако основным недостатком спичек Уокера, Джонса и Сориа, кстати, тоже, была нестабильность зажигания черенка спички - время горения головки было очень мало. К тому же эти спички имели ужасный запах и иногда зажигались со взрывом.

Сейчас уже трудно сказать, кто первый придумал удачный рецепт зажигательной массы для фосфорных спичек. По одной версии этот рецепт придумал в 1832 г., в Вене, ученый Тревани. Считается, что именно он изобрел первые сухие спички. Он покрывал палочку смесью из серы, клея и бертолетовой соли. Но такой метод также был достаточно не надежен и приводил к серьезным травмам.

По другой версии это был австриец Ирини. В 1833 г. он предложил предпринимателю Ремеру следующий способ изготовления спичек: "Нужно взять какого- нибудь горячего клея, лучше всего гуммиарабика, бросить в него кусок фосфора и сильно взболтать склянку с клеем. В горячем клее при сильном взбалтывании фосфор разобьется на мелкие частицы. Они так тесно слипаются с клеем, что образуется густая жидкость беловатого цвета. Дальше к этой смеси нужно прибавить мелко растертый порошок перекиси свинца. Все это размешивается до тех пор, пока не получится однообразная бурая масса. Предварительно надо приготовить серники, то есть лучинки, концы которых покрыты серой. Сверху серу нужно покрыть слоем фосфорной массы. Для этого серники обмакивают в приготовленную смесь. Теперь остается их высушить. Таким образом, получаются спички. Они воспламеняются очень легко. Их стоит только чиркнуть о стенку".

Этот способ оказался действенным, и Ремер открыл спичечную фабрику. Он, впрочем, понимал, что носить спички в кармане и чиркать ими о стенку неудобно, и тут, видимо, вспомнил Джона Уокера с его оловянными пеналами. На такой большой расход он идти не хотел и придумал упаковывать спички в простые картонные коробки. Потом мысль изобретателя пошла еще дальше, и он решил упростить жизнь пользователям спичек: наклеил на одну из сторон упаковочной коробки шершавую бумажку. Ее делали очень просто - обмакивали в клей и сыпали на нее песок или толченое стекло. При чирканьи о такую бумажку (или о любую другую шершавую поверхность) спичка воспламенялась. Наладив для начала пробный выпуск спичек, Ремер потом расширил производство в сорок раз - так велик был спрос на его товар. В итоге Ремер заработал на спичках огромные деньги. Его примеру последовали другие фабриканты, и вскоре во всех странах фосфорные спички сделались ходовым и дешевым товаром.

Вообще надо сказать, что у спичек не было какого-то одного изобретателя - инженерная мысль двигалась параллельно в нескольких направлениях. Кроме этого, международного патентного права тогда еще не существовало, страны Европы часто оспаривали первенство друг друга во многих проектах, и различные изобретения и открытия появлялись практически одновременно в разных странах. Поэтому имеет смысл говорить только о промышленном (мануфактурном) производстве спичек.

В итоге было постепенно разработано несколько различных составов зажигательной массы. Уже из описания Ирини видно, что в головку фосфорной спички входили разные компоненты, каждый из которых выполнял свои функции. Прежде всего таким компонентом был фосфор, игравший роль воспламенителя. К нему подмешивали вещества, выделяющие кислород. Помимо достаточно опасной бертолетовой соли в этой роли могли выступать перекись марганца или сурик, а в более дорогих спичках - перекись свинца, которая, как показала практика, вообще являлась наиболее подходящим материалом.

Чтобы спички были наиболее действенными, под слой белого фосфора помещались менее горючие вещества, передающие пламя от воспламенителя непосредственно деревянной лучине. Это могла быть сера, парафин или стеарин. Для того чтобы реакция не шла слишком быстро и дерево успело нагреться до температуры горения, добавляли в головку разнообразные нейтральные вещества, например, пемзу или порошкообразное стекло. Ну, и, наконец, в массу подмешивали клей - для того чтобы соединить между собой все остальные компоненты. При трении головки о шероховатую поверхность в месте соприкосновения возникала теплота, достаточная для зажигания ближайших частичек фосфора, от которых воспламенялись и другие. При этом масса настолько нагревалась, что компонент, содержащий кислород, разлагался. Выделявшийся кислород способствовал воспламенению легкозагорающегося вещества, которое находилось под головкой (серы, парафина и т.п.). От него огонь передавался дереву.

Однако изобретатели понимали, что у фосфорных спичек есть один крупный недостаток - ядовитость фосфора. Не столько даже для потребителя, сколько для производителей. Трудящиеся на спичечных фабриках рабочие быстро, иногда за несколько месяцев, отравлялись парами фосфора, теряли здоровье и становились окончательно нетрудоспособны. Вредность спичечного производства превосходила даже зеркальное и шляпное производства, которые считались наиболее опасными для здоровья. Кроме того, раствор зажигательной массы в воде давал сильнейший яд, которым пользовались самоубийцы (а нередко и убийцы). Кстати, этот способ - отковырять от спичек головки, растворить их и отравиться полученным "коктейлем" - долгое время считался действенным. Даже в середине ХХ в. находилось невежды, которые пытались таким способом свести счеты с жизнью. Умирать, конечно, не умирали, но тяжелейшие отравления и расстройство желудка зарабатывали легко. Вот как долго в наших головах живут стереотипы!

Поэтому мысль о том, чем бы заменить белый фосфор, не давала покоя ученым и производителям. И вот в 1847 г. Шретер открыл неядовитый аморфный красный фосфор. Как только об открытии стало известно, спичечные производители задумались, как можно заменить красным фосфором опасный белый. Раньше других эту задачу удалось разрешить знаменитому немецкому химику Бетхеру. Он приготовил смесь из серы и бертолетовой соли, смешал ее с клеем и нанес смесь на лучинки, покрытые парафином. Казалось бы, вот оно - решение. Однако все оказалось не так просто: эти спички, увы, оказалось невозможным зажигать о шершавую поверхность. Тогда Бетхер начал экспериментировать и в результате многочисленных опытов открыл способ: нужно было смазать шершавую бумажку особым составом, содержащим некоторое количество красного фосфора. При трении головки спички о такую поверхность частички красного фосфора воспламенялись за счет прикасающихся к ним частиц бертолетовой соли головки и зажигали эту самую головку. Все получилось, новые спички горели ровным желтым пламенем и были лишены и других недостатков фосфорных спичек из белого фосфора: они уже не приносили вреда здоровью и легко зажигались о заранее приготовленную поверхность, более того - они не давали ни дыма, ни того неприятного запаха, который всю дорогу сопутствовал спичкам старого образца.

Однако если вы думаете, что мир тут же набросился на изобретение Бетхера, то вы глубоко ошибаетесь: мышление человека инертно и этот способ поначалу не заинтересовал фабрикантов. И только в 1851 г. "безопасные спички" по рецепту Бетхера стали выпускать швед Йохан Лундстрем и его брат. Эти спички - несмотря на то, что в состав головки входил красный фосфор - считались бесфосфорными и полностью безопасными. Они сразу же завоевали весь мир и очень быстро стали называться "шведскими". Кстати, так они назывались довольно долго - вплоть до ХХ в. В 1855 г. эти спички были удостоены медали на Всемирной выставке в Париже.

В Швеции в конце XIX в. спичечный бизнес превратился в шведский "национальный вид спорта". В 1876 г. в этой стране было построено 38 заводов по производству спичек, а в общей сложности работал 121 завод. Однако к началу XX в. почти все они либо разорились, либо слились в большие концерны.

Как только безопасные "шведские" спички получили распространение, во многих странах было запрещено производство и продажа спичек из ядовитого белого фосфора. Однако не все страны тут же сняли с производства ядовитые спички - ограниченное производство спичек с белым фосфором еще довольно долго сохранялось в Англии, Канаде и США, в основном для армейских целей. (Тут, правда, совершенно непонятно, чем была вызвана такая нужда: и старые, и новые спички прекрасно "работали", а фабричное производство "белофосфорных" оставалось ядовитым что для мирного населения, что для армии.) Еще такие вредные спички выпускали в некоторых странах Азии. Выпускались аж до 1925 г. И это несмотря на то, что международная Бернская конвенция, запрещающая использование белого фосфора при производстве спичек, была принята в 1906 г. В итоге к 1910 г. производство фосфорных спичек в Европе и Америке было полностью прекращено.

Кстати, в России достаточно рано обратили внимание на чрезвычайную опасность белого фосфора - уже в 1862 г. появились ограничения на оборот белого фосфора, а в 1882 г. на спички из белого фосфора был установлен акциз вдвое больший, чем на "шведские" спички.

Надо сказать, что в Российскую империю первые фосфорные спички были привезены весьма рано - в 1836 г., но стоили они дорого - рубль серебром за сотню. Несмотря на такую дороговизну, новомодное изобретение довольно быстро разошлось по всем провинциям империи. Считается, что до Азербайджана европейские спички добрались где-то в середине XIX в. Первая же российская фабрика по производству спичек была построена в Санкт-Петербурге в 1837 г. Всплеск развития производства спичек приходится на 40-е гг. К 1848 г. в России работало уже более 30 спичечных мануфактур, а 1913 г. действовало 251 зарегистрированное производство спичек. С приходом советской власти спичечное производство в России практически прекратилось и к 1931 г. в СССР работала только 31 спичечная фабрика. Зато к началу 1964 г. СССР по выпуску спичек вышел на первое место в мире. После денежной реформы 1961 г. и до перестройки коробок спичек в СССР стоил 1 копейку.

Спичка ХХ века - это осиновая соломка (редко липовая) с головкой, основными компонентами которой являются окислитель (бертолетовая соль и пиролюзит) и восстановитель (сера); основной компонент намазки спичечной коробки - красный фосфор. Легкого трения головки спички о намазку спичечного коробка достаточно, чтобы красный фосфор, входящий в состав намазки окислил бертолетовую соль (окисление происходит с выделением большого количества тепла) и зажег серу, отчего и загорается осиновая соломка.

В настоящее время спички, изготавливаемые в большинстве европейских стран, не содержат соединений серы и хлора - вместо них используются парафины и бесхлорные окислители, но в качестве "ствола" используется все та же осина.

Осина служит основным сырьем потому, что ее древесина обладает свойствами, наиболее пригодными для изготовления спичек: равномерное строение, мягкость, гибкость, сравнительно небольшая усушка, белый цвет. К сожалению, в наш век космических технологий человечество не придумало для спичек ничего лучше, как вырубать миллионы кубометров леса на изготовление спичек и делать спички не из отходов, а из полноценной древесины. При этом основная масса древесины уходит в виде стружки. Если учесть, что в мире потребляется более 400 млрд. тонн спичек в год, а одна спичка весит 0,1, то нетрудно сосчитать, через какое время наша планета станет "лысой".

02.03.2013   простые вещи  

Просмотров: 2045

Loading...

другие статьи из рубрики простые вещи
1 октября 2016
Изолента
Гениальное изобретение человечества


реклама

это интересно
Loading...