تاریخچه ساخت کبریت
اولین کبریت های گوگرد دار در سال های 1200 اختراع شد و مشتعل کردن آنها با استفاده از کاغذ آغشته به فسفر در سال 1600 ابداع شد. ساخت کبریت های مدرن به سال 1827 می رسد، زمانی که جان واکر شیمیدان انگلیسی، مواد شیمیایی خاصی را با هم ترکیب نمود. با کشیدن این کبریت روی کاغذ سنباده، مشتعل می شد. کبریت های او حاوی تری سولفید آنتیموان بود، اما کمی بعد، سولفید فسفر جایگزین آن شد. سولفید فسفر ترکیب شیمیایی است که سر کبریت را مشتعل می کند. این ماده در سر کبریت و در نوار کنار جعبههای کبریت بی خطر امروزی یافت میشود. سایر مواد تشکیل دهنده سر کبریت شامل کلرات پتاسیم، سسکوئی سولفید فسفر، گوگرد، پودر شیشه و انواع پرکننده ها می باشد.
عنصر پانزدهم جدول تناوبی، یعنی فسفر یکی از مهمترین عناصر در بدن انسان است. با این حال، آنقدر واکنش پذیر است که هرگز به شکل آزاد خود وجود ندارد. فسفر سفید، یکی از سه آلوتروپ - یا اشکال - فسفر، آنقدر واکنش پذیر است که باید در زیر آب ذخیره شود، در غیر این صورت شعله ور می شود.
سولفید فسفر (P4S3) در سال 1831 جایگزین سولفید آنتیموان شد. کبریتهای حاصل به خوبی مشتعل میشدند، اما دود ناشی از آن آنقدر سمی بودند که در نهایت استفاده از فسفر سفید در کبریت غیرقانونی شد. چند سال بعد، کشف فسفر قرمز (آلوتروپ غیر سمی)، استفاده از کبریت را بسیار ایمنتر کرد. سر کبریتهای مدرن معمولاً حاوی سولفید فسفر هستند که فقط با فسفر قرمز تولید میشوند.
علاوه بر سولفید فسفر، سر کبریتها حاوی کلرات پتاسیم است که یک عامل اکسید کننده است. در طی احتراق تجزیه می شود و اکسیژن را به واکنش فسفر می رساند و باعث می شود کبریت مشتعل تر شود. تری سولفید تترا فسفر (سسکوئی سولفید فسفر) یکی دیگر از مواد تشکیل دهنده رایج است. این یک ترکیب فسفر بدون فسفر سفید است که به همراه یا به جای سولفید فسفر استفاده می شود. پودر شیشه و یک پرکننده فهرست مواد تشکیل دهنده این سر کبریت ها را کامل می کند.
در کبریت های ایمن، اما وقتی کبریت را روی سطح مخصوص کنار جعبه میکوبید، گرمای اصطکاک مقدار کمی از فسفر قرمز موجود در سطح را به فسفر سفید تبدیل میکند که خود به خود مشتعل میشود. جرقه حاصل واکنش اکسیداسیون کلرات پتاسیم را آغاز می کند و گرمای حاصل از آن واکنش باعث مشتعل شدن گوگرد در سر کبریت می شود. سرهای کبریت ایمن نیز حاوی پودر شیشه و چسب می باشند.
تا اوایل قرن نوزدهم، افروختن آتش یک فرآیند پر زحمت و خسته کننده بود. خمیر چوب خرد شده، علف خشک یا پشم باید با جرقه هایی که با برخورد سنگ چخماق به فولاد ایجاد می شود مشتعل می شد و سپس هیزم را روشن شود.
برای ساخت کبریت در آزمایشگاه مراحل زیر را انجام دهید:
فر را تا دمای 150 درجه فارنهایت گرم کنید.
چوب های میله ای شکل کبریت خود را با یک چاقوی کوچک برش دهید و به طول های دو تا سه اینچی بچسبانید.
مقدار کمی کلرات پتاسیم را با چسب سفید در یک فنجان پیرکس مخلوط کنید تا خمیر غلیظی ایجاد شود. در اینجا نسبت اختلاط مهم نیست، تا زمانی که مخلوط چکه نکند این کار را انجام دهید.
انتهای هر چوب کبریت را در مخلوط کلرات پتاسیم فرو کنید.
کبریت ها را روی یک تابه قدیمی قرار دهید و نوک آن را که با خمیر پوشانده شده است از سطح تابه دور نگه دارید و هر کبریت را روی یک چوب کبریت قرار دهید.
کبریت های روی تابه را به مدت دو ساعت یا تا زمانی که خمیر کلرات پتاسیم سفت شود در فر قرار دهید.
خمیری از چسب سفید و فسفر قرمز در یک فنجان درست کنید و به آرامی هم بزنید. از لیوانی که خمیر کلرات پتاسیم را در آن مخلوط کرده اید استفاده نکنید. این دو ماده شیمیایی به صورت انفجاری واکنش نشان می دهند و اگر با هم ترکیب شوند سبب آسیب جبران ناپذیری به شما می شود.
سر پخته شده هر کبریت را به خمیر دوم آغشته کنید و دوباره روی تابه روی حرارت فر بگذارید.
کبریت ها را دو ساعت دیگر در حرارت قرار دهید. هنگامی که خمیر دوم سفت و سرد شد، می توانید کبریت خانگی خود را روی هر سطحی آتش بزنید.