Mači ir bijuši apbrīnojami ilgu laiku. Pirmie sērkociņu sērkociņi parādījās 1200. gados, un 1600. gados tika izdomāts veids, kā tos notriekt, izmantojot ar fosfora mērcētu papīru. Mūsdienu sērkociņi datēti ar 1827. gadu, kad angļu ķīmiķis Džons Volkers apvienoja ķīmiskas vielas, kas uzliesmotu, kad sērkociņš tika uzzīmēts uz smilšpapīra. Viņa sērkociņos bija antimona trisulfīds, bet drīz pēc tam to aizstāja fosfora sulfīds. Šodien jūs varat izvēlēties regulāras vai drošības spēles. Viņi abi izmanto fosfora savienojumu reaktivitātes priekšrocības, taču, lai aizdegtos, uz īpašas virsmas jāvelk drošības sērkociņi.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Fosforsulfīds ir ķīmiskais savienojums, kas aizdedzina sērkociņu galvas. Tas ir atrodams visu sērkociņu galvās un jebkurās drošības sērkociņu sānos esošajā sloksnē. Citas sērkociņu galviņu sastāvdaļas ir kālija hlorāts, fosfora seskizulfīds, sērs, stikla pulveris, saistvielas un pildvielas.
Fosfora loma
15. periodiskās tabulas elements fosfors ir viens no vissvarīgākajiem elementiem cilvēka ķermenī. Tomēr tas ir tik reaktīvs, ka nekad nepastāv brīvā formā. Baltais fosfors, viens no trim fosfora alotropiem - vai formām, ir tik reaģējošs, ka tas jāuzglabā zem ūdens, vai arī tas uzliesmos.
Fosforsulfīds (P4S3) 1831. gadā tika aizstāts ar antimona sulfīdu, kas tajā laikā bija izplatīts mačos. Iegūtie sērkociņi labi uzliesmoja, taču tie izdeva tvaikus, kas bija tik indīgi, ka baltās fosfora izmantošana sērkociņos galu galā tika aizliegta. Dažus gadus vēlāk sarkanā fosfora, alotropa, kas nav indīgs, atklāšana padarīja sērkociņu lietošanu daudz drošāku.
Mūsdienu sērkociņu galvās parasti ir fosforsulfīds, kas ražots tikai ar sarkano fosforu. Drošības sērkociņu galviņās nav šīs ķīmiskās vielas, bet abrazīvā josla kastes sānos satur fosforsulfīdu, kas izgatavots no sarkanā fosfora kopā ar pulverveida stiklu un saistvielu. Sarkanais fosfors nodrošina dzirksteli, kas aizdedzina sērkociņu.
Citas ķīmiskās vielas "Strike-Anywhere" sērkociņu galviņās
Bez fosfora sulfīda, jebkuras sērkociņu galviņas satur arī kālija hlorātu, kas ir oksidētājs. Sadegšanas laikā tas sadalās un piegādā skābekli fosfora reakcijai, liekot sērkociņam degt spožāk. Tetrafosfora trisulfīds, kas pazīstams arī kā fosfora seskizulfīds, ir vēl viena izplatīta sastāvdaļa. Tas ir fosfora savienojums bez baltā fosfora, ko lieto kopā ar fosfora sulfīdu vai tā vietā. Stikla pulveris un saistviela noapaļo šo sērkociņu galvu sastāvdaļu sarakstu.
Drošības sērkociņu galvas nesatur fosforu
Ja jūs kādreiz esat mēģinājis noturēt drošības maču uz smilšpapīra, jūs zināt, ka tas neaizdegas. Šo sērkociņu galvas satur tikai sēru, kālija hlorātu, pildvielas un stikla pulveri. Kad jūs sitat sērkociņu uz īpašās virsmas kastes sānos, tomēr berzes karstums pārveido nelielu daudzumu sarkanās fosfora virsmā par balto fosforu, kas spontāni aizdegas. Iegūtā dzirkstele sāk kālija hlorāta oksidēšanās reakciju, un šīs reakcijas siltums aizdedzina sēru sērkociņu galvā. Drošības sērkociņu galvas satur arī stikla pulveri un saistvielu.