Проект по химии "Спички"

МОАУ «Гимназия № 3 г. Орска Оренбургской области»

«Эврика»

Проект по курсу «Химические вещества в повседневной жизни»

Предмет «химия»

Тема:» Спички»

Работу выполнил:

Говорухин Вадим

                     ученик 9 Б класса.

Руководитель проекта:

                                                                                              Кочугурова О.А.

Орск – 2016

Содержание

Введение                                                                                                    3

Глава 1.                                                                                                      4

1.1    Разновидности спичек                                                                       5                         

1.2.Состав и применение спичек                                                            7                                     

Глава 2.                                                                                                      9

2.1 Анкетирование                             

Заключение                                                                                               10

Литература                                                                                                11

Приложение                                                                                              12

Введение

Известный японский писатель прошлого века Рюноскэ Акутагава, однажды сказал: «Человеческая жизнь похожа на коробку спичек. Обращаться с ней серьёзно — смешно. Обращаться несерьёзно — опасно».

    Часто можно услышать: «Спички – детям не игрушки. Будьте осторожны в обращении с ними».

    Обычная коробка со спичками на самом деле таит в себе большую опасность.

          Цель проекта: Узнать как можно больше о спичках, которые  мы используем в быту каждый день.

Для достижения цели мы определили задачи исследования

провести:

     1.Теоретический анализ литературы по теме исследования.

2.Выяснить  когда появилась первая спичка и технологию ее изготовления.

3.Выяснить виды спичек и их применение.

4.Изучить состав спички и химические процессы при ее горении.

5. Разработать правила техники безопасности при работе со спичками.

Методы исследования:

-анализ литературных источниках и сети Интернет,

-интервьюирование,

-проектирование.

Объект исследования: спички

Предмет исследования: свойства спичек.

Глава 1.История появления первых спичек

     Спичка - палочка (черенок, соломка) из горючего материала, снабжённая на конце зажигательной головкой, служащая для получения открытого огня.

     Некое подобие спичек было изобретено в средневековом Китае. Это были тонкие щепочки с кончиками, пропитанными обыкновенной чистой серой.      Зажигались они не путём чиркания, а путём соприкосновения с тлеющим трутом, и служили для облегчения процесса разжигания огня с помощью трута и огнива. Эти «прото-спички» упоминаются в китайских текстах XIII—XIV веков.

     К XV веку эта новинка дошла до Европы, но повсеместного распространения не получила. Подобные серные палочки стали использоваться в Европе только к XVII—XVIII векам, до тех пор, пока развитие химии не позволило их усовершенствовать.

1.1  Разновидности спичек

1. Спички Шанселя  

     Первые спички сделал в 1805 году французский химик Жан Шансель. Это были деревянные спички, зажигавшиеся при соприкосновении головки из смеси серы, бертолетовой соли и киновари с концентрированной серной кислотой.

     В 1813 году в Вене была зарегистрирована первая в Австро-Венгрии спичечная мануфактура Малиарда и Вика по производству химических спичек.

2. Спички Сориа

     В 1830 году 19-летний французский химик Шарль Сориа изобрёл фосфорные спички, состоявшие из смеси бертолетовой соли, белого фосфора и клея. Эти спички были весьма огнеопасны, поскольку загорались даже от взаимного трения в коробке и при трении о любую твёрдую поверхность, например, подошву сапога.Спички Сориа не имели запаха, однако были вредны для здоровья, поскольку белый фосфор очень ядовит, чем пользовались многие самоубийцы для сведения счётов с жизнью.       Впрочем, основным недостатком спичек Шанселя и Сориа была нестабильность зажигания черенка спички — время горения головки было очень мало.

3. Спички Ирини

     В 1836 году в Вене австрийский химик, профессор Венского политехнического института Пауль Троттер Майснер

изобрёл фосфорные спички, что стало                                                                значительным прогрессом в науке. Его спички имели несколько критических моментов: так, от трения они могли самовозгораться, а если и горели, то с большим пламенем, разбрасывая в разные стороны искры и оставляя ожоги на руках и лице. На одной из лекций Майснер решил показать эксперимент, перетирая с порошком серы гипероксид свинца и пытаясь поджечь эту смесь, но она так и не загорелась.

      Один из учеников Майснера, Янош Ирини, понял, что фосфор бы давно воспламенился, и решил покрывать спичечные головки как раз оксидом свинца. Так появились спички, похожие на современные образцы — они горели бесшумно, не взрывались и зажигались проще по сравнению с другими образцами.

 

 

4. Спички Лундстрема

     В 1855 году шведский химик Йохан Лундстрем нанёс красный фосфор на поверхность наждачной бумаги и заменил им же белый фосфор в составе головки спички. Такие спички уже не приносили вреда здоровью, легко зажигались о заранее приготовленную поверхность и практически не самовоспламенялись. Йохан Лундстрем патентует первую «шведскую спичку», дошедшую до наших дней почти без изменений.

     В 1855 году спички Лундстрема были удостоены медали на Всемирной выставке в Париже. Позднее фосфор был полностью выведен из состава головок спичек и оставался только в составе намазки (тёрки).

5. Новые спички

     Сесквисульфидные спички были изобретены в 1898 году французскими химиками Савеном и Каеном. Они производятся в основном в англоязычных странах, главным образом для армейских нужд. Основой довольно сложной композиции головки являются неядовитый сесквисульфид фосфора (P₄S₃) и бертолетова соль.

      В конце XIX века спичечный бизнес превратился в шведский «национальный вид спорта».

     В 1876 году было построено 38 заводов по производству спичек, а в общей сложности работал 121 завод. Однако к началу XX века почти все они либо разорились, либо слились в большие концерны.

     В настоящее время спички, изготавливаемые в большинстве европейских стран, не содержат соединений серы

и хлора — вместо них используются парафины и бесхлорные окислители.

1.2 Состав и применение спичек

     Спичка состоит из головки и соломки. Головка представляет собой взвесь порошкообразных веществ в растворе клея.

     В число порошкообразных веществ входят окислители — бертолетова соль и калиевый хромпик, отдающие кислород при высокой температуре, эта температура несколько снижена добавкой катализатора — пиролюзита.

      Отдаваемым окислителями кислородом, а также кислородом воздуха окисляется содержащаяся в головке сера, при этом выделяется сернистый газ, придающий загорающейся спичке характерный запах, при горении головки образуется шлак с порами, похожий на стекло.

     Кратковременной вспышки головки было бы недостаточно для поджигания соломки. Но парафин, находящийся под головкой, при её горении закипает, его пары воспламеняются, и этот огонь переносится на спичечную соломку.

     Для управления скоростью горения в число порошкообразных веществ введены молотое стекло, цинковые белила, железный сурик.

Состав головки спички
бертолетова соль	KClO3	46,5 %
стекло молотое	SiO2	17,2 %
свинцовый сурик	Pb3O4	15,3 %
костный клей	—	11,5 %
сера	S	4,2 %
белила цинковые	ZnO	3,8 %
дихромат калия	K2Cr2O7	1,5 %

Обычно, чиркая спичкой о коробок, мы даже не задумываемся над тем, какие химические реакции происходят в эту секунду:

 Красный фосфор при трении головки о намазку переходит в белый фосфор,                                   Р_{красный} → Р_белый

Белый фосфор загорается за счёт кислорода бертоллетовой соли (или другого окислителя).

5КСlO₃ + 6Р = 5KСl + 3Р₂О₅

Т.е. огонь первоначально рождается в терке. Огонёк поджигает головку спички. В ней вспыхивает сера опять за счёт кислорода бертолетовой соли.

2KClO₃ + 3S = 2KCl + 3SO₂

А уже затем загорается деревянная соломка.

Применение

Главное применение: служит для получения открытого огня, но также может быть:

·         Вместо счётных палочек для обучения детей. При этом головки спичек срезаются или смываются водой, чтобы не спровоцировать пожар.

·         Как условная денежная единица при различных карточных и других играх.

·         Для изготовления спичечных домиков .

·         Спичечный коробок советского российского образца по ГОСТу, имеет длину ровно 5 см, что позволяет с его помощью измерять размеры предметов.

·         Для жеребьёвки.

·         Для различных логических игр, а также игр на аккуратность.

·         Спички, заточенные ножом или правильно обломанные, можно использовать в качестве зубочисток.

·         Спички, правильно обожженные (не до конца, но на некоторую длину) позволяют удалить припой из металлизированного отверстия печатной платы при пайке.

·         Спичка, на которую намотана вата, заменяет ватную палочку.

·         Спички часто используются как реквизит для фокусов.

·         Спичечные коробки используются для хранения мелких предметов. Например, радиолюбители хранят в них мелкие радиодетали. Иногда несколько коробков склеиваются так, чтобы получилось хранилище с несколькими отделениями в виде миниатюрного комода.

·         Коллекционирование спичек, спичечных коробков, этикеток и т. п. — филумения.

·         В играх с детьми.

·         Как закладка при чтении книги.

·         В пиротехнике.

·         Коробок может быть использован как ёмкость для удержания мелких животных (например, насекомых)

·         Для удлинения стержней для ручки.

Глава 2.

2.1.Анкетирование учащихся 9 Б класса

Предложил 25 сверстникам ответить на вопросы анкеты.

  Анкетирование дало следующие результаты:

На первый вопрос, что вы знаете о спичках? Были даны следующие ответы

1.Нельзя играть – 12 человек

2.Опасный предмет – 10

3.Пользоваться под присмотром взрослых – 3

На второй вопрос, как необходимо обращаться со спичками? Ответы были следующими:

1.Аккуратно – 18

2.Осторожно – 7

Третий вопрос, как можно использовать спички? Ответы:

1.Готовить еду – 8

2.Разжечь огонь - 7

3.Поделки – 5

4.Не знаю – 2

5.Нигде – 3.

И на последний вопрос, что бы вы хотели узнать о спичках? Получил следующие ответы:

1. Как изготавливаются – 7

2. Из чего сделаны – 4

3. Когда и где появились – 4

4. Где можно использовать – 5

5. Как горят – 2

6. Ничего – 3.

Результаты анкетирования показали, что история спичек заинтересовала не только меня.

Заключение

     Проделав эту работу, я заглянул в прошлое, узнал некоторые факты из истории спички, выяснил их этимологию и узнал её химический состав

     Удивило меня, что спички применяются людьми не только, чтобы создать огонь, а еще и для разный научный, игровых и познавательных целей.

      Спички в течение многих десятилетий были одним из важнейших элементов человеческой жизни, да и сегодня играют не последнюю роль в нашем повседневном обиходе.

    Обычно, чиркая спичкой о коробок  вначале красный фосфор при трении головки о намазку переходит в белый , затем белый фосфор загорается за счёт кислорода бертоллетовой соли (или другого окислителя).

Т.е. огонь первоначально рождается в терке. Огонёк поджигает головку спички. В ней вспыхивает сера опять за счёт кислорода бертолетовой соли.

А уже затем загорается деревянная соломка.

     Все реакции экзотермические. Поэтому спички требуют очень осторожного обращения. 

      Необходимо соблюдать  технику безопасности при работе со спичками.

      Нельзя ковырять в зубах спичками, так как они обработаны фосфорной кислотой и парафином, это оказывает вредное действие на организм.

     Оказалось, что спичками не только можно разжечь огонь.

Литература

1.     Милюков О. Спички // Химия и жизнь. 2002

2.     Ивченко И. С. Огневое дерево // Книга о деревьях. 1998

3.     Крылов А. Вы чиркнули спичкой… // Химия и жизнь. 2005

4.     Храпковский А. Занимательные очерки по химии. 2006

Интернет  ресурсы

http://www.mintorgmuseum.ru

http://vizitron.ru // Спички.

http://whoyougle.ru // История спичек.

Приложение 1

Спички Шанселя                                                                        Спички Сориа

                                                        Спички Ирини

Спички Лундстрема

                                                Сесквисульфидные спички

 

Приложение 2

Техника безопасности при работе со спичками.

1)Не бросайте не потушенную спичку.

2)Не разбрасывайте спички; если они рассыпались, то соберите их все до единой.

3)Кладите спички там, где их не может достать маленький ребёнок.

4)Храните спички подальше от отопительных приборов.

5)Прежде чем зажечь спичку, закройте коробку; зажигайте спичку чиркая «от себя», сверху вниз.

 Интересные сведения о спичках

   Оказывается, есть люди, для которых это увлечение спички – одно из самых интересных дел в жизни. Людей, которые занимаются спичек, называют «филуменисты». Они собирают либо спичечные этикетки, либо коробочки и их содержимое целиком. И люди эти знают про спички много всего интересного, и более того – готовы это показать, и рассказать в созданном ими Музее Спичек.  

   На самом деле, это не совсем музей. Просто помещение филуменистического центра – две небольшие комнаты в здании типографии издательства «Молодая гвардия», в которых помещается и коллекция экспонатов, и магазин «спички». Можно, наверное, назвать это так – «Зал Истории Спичек». (Приложение 3)

   Просто коллекция этикеток и коробков, спичечных наборов и т.п. хоть и интересна, но «оживает» она только в присутствии увлечённых людей – тех, кто может рассказать об истории, настоящем и будущем спичек.

    Да, рассказать они могут. И, казалось бы, такой простой предмет, как спички, оказывается очень даже повод для экскурсов в разные периоды истории.

    Оказывается, во время Великой Отечественной войны спички были военнообязанными, и служили и сапёрам, и подрывникам, что в блокадном Ленинграде, испытывавшем страшный дефицит спичек, 38 предприятий занимались их выпуском, а частные спичечные коллекции иногда спасали жизнь людям (источник огня, возможность обменять на еду).

    И с удивлением узнаёшь, что в Индии, например, выращивают деревья (тополь) на специальной плантации, предназначенные только для изготовления из них спичек.

   В общем, много чего можно узнать, и наверняка, любому мальчишке будет очень интересно, если даже не начать собственную коллекцию, то, во всяком случае, увидеть имеющиеся коллекции этикеток и коробков.

   Чего только не изготавливали из спичек – начиная маленькими домиками и заканчивая огромными сооружениями архитектуры (самая большая поделка из спичек, которая занесена в Книгу Гиннеса, является клоном нефтяной платформы, эта поделка имеет массу почти 1 тонну и поднимается вверх на 4 метра, а в длину – больше 6 метров)!