Proč jsou sirky obalené zrovna sírou? (Karel C.)
V moderních bezpečnostních zápalkách síru jako takovou nenajdete. Bezpečnostní se jim říká proto, že jsou udělané tak, aby se nemohly zapálit náhodně třením o jakýkoli drsnější povrch. Ačkoliv se jim hovorově říká „sirky“, je to už jen pozůstatek minulosti.
Síra v nich sice dřív bývala, ale její použití bylo opuštěno kvůli nepříjemnému zápachu a jedovatým zplodinám při hoření. O současnosti a historii zápalek existuje nejen bohatá populární literatura, ale i zajímavý článek v encyklopedii Britannica.
Jaké je chemické složení hlavičky zápalky?
Složení dnešních bezpečnostních zápalek je velmi specifické a promyšlené. Hlavička i škrtátko na krabičce tvoří systém, který funguje jen tehdy, když se obě části setkají.
Hlavička zápalky obsahuje směs látek, z nichž nejdůležitější jsou chlorečnan draselný (KClO₃; silné oxidační činidlo, které uvolňuje kyslík potřebný k hoření), antimonit neboli sulfid (sirník) antimonitý (Sb₂S₃; funguje jako palivo, které se snadno vznítí), mleté sklo (zvyšuje tření) a pojivo. Dřívko je napuštěno parafínem, který napomáhá rovnoměrnému hoření, a fosforečnanem sodným, který zabraňuje doutnání po zhasnutí plamene.
Jak funguje škrtnutí a zapálení sirky?
Škrtátko na krabičce se skládá z červeného fosforu, pojiva a mletého skla. Když škrtnete zápalkou o škrtátko, třením vznikne teplo (asi 200 °C), které promění malé množství červeného fosforu na vysoce reaktivní bílý fosfor.
Ten okamžitě začne reagovat s chlorečnanem draselným z hlavičky, což spustí lavinu chemických reakcí vedoucích k prudkému vznícení a zapálení zápalky.
Historie síry: Proč se sirkám říká sirky
Název „sirka“ se neobjevil náhodou. Již první zmínky o „zápalných dřívkách“ z období staré Číny popisují dřívka obalená sírou. První evropské zápalky z počátku 19. století, tzv. Congrevovy zápalky, také obsahovaly síru.
Jejich složení bylo poměrně jednoduché: chlorečnan draselný, sulfid (sirník) antimonitý, cukr a klíh. Tyto zápalky se „škrtaly“ poněkud netradičně a hlavně nebezpečně – ponořením hlavičky do lahvičky s kyselinou sírovou.
Nebezpečné zápalky jako mini Molotovův koktejl
„Promethean match“, zápalka, která byla patentována Samuelem Jonesem z Londýna, využívala malou ampulku s kyselinou sírovou, obalenou chlorečnanem a zabalenou do svitku papíru. Zapalovala se rozbitím ampule pinzetou nebo, jak to praktikovali někteří odvážlivci, mezi zuby. Komu tyto zápalky připomínají Molotovův koktejl, ten není daleko od pravdy.
Zlatá éra bílého fosforu a jeho zákaz
Síra se špatně zapalovala, a tak se hledala jiná, snadno zápalná látka. Bílý fosfor se však vzněcoval příliš snadno. První masově vyráběné fosforové zápalky se objevily v roce 1830 díky francouzskému chemikovi Charlesi Saouriovi.
Zápalky s hlavičkou z bílého fosforu byly revoluční – chytaly pouhým škrtnutím o jakýkoli drsný povrch, třeba o podrážku boty nebo nehet. Tato „výhoda“ se však brzy ukázala jako fatální nevýhoda. Zápalky s bílým fosforem byly extrémně nestabilní a mohly se snadno vznítit i v kapse, což vedlo k nehodám.
Moderní bezpečnostní zápalky a červený fosfor
Kolem roku 1845 objevil rakouský chemik Anton von Schrötter červený fosfor, který je netoxický a mnohem méně reaktivní.
V roce 1855 patentovali švédští bratři Johan Edward a Carl Frans Lundströmové bezpečnostní zápalky, které fungují na principu oddělení hořlavých složek (chlorečnanu draselného v hlavičce a červeného fosforu ve škrtátku).
Mezinárodní zákaz bílého fosforu v zápalkách byl přijat až Bernskou konvencí v roce 1906. Moderní zápalky tuto koncepci převzaly a zkombinovaly s ideou snadno zápalné síry. Ta už v hlavičkách není jako taková, ale ve sloučenině s antimonem jako sulfid (sirník) antimonitý.
Na dotazy čtenářů ABC odpovídají vědci ze spolku Zeptej se vědce: Michal Svoboda(Absolvent fyzikální chemie na Univerzitě Karlově zasvětil svou kariéru vývoji analytických přístrojů, diagnostiky in vitro a generických léčiv, přičemž své profesní i podnikatelské zkušenosti sbíral v Česku, na Slovensku i ve Švýcarsku. Jako autor několika patentů dnes na penzi vyměnil farmaceutickou dokumentaci za literární tvorbu a aktivně se věnuje psaní poezie.)
Odborná spolupráce: Mgr. Martin Konhefr, Ph.D., Luděk Vašta, Markéta Brůnová, Milan Major, Hedvika Šimková, Jaroslava Hlaváčová
Své otázky pro vědce posílejte s označením ZEPTEJ SE VĚDCE na abc@cncenter.cz
Zdroje, ze kterých Michal čerpal, najdete na webu Zeptej se vědce.
Přečtěte si další odpovědi vědců nebo zajímavosti o ohňostrojích:
