Η Χημεία σε ένα ταπεινό σπίρτο

Το ταπεινό και «απλό» σπίρτο είναι ένα άριστο παράδειγμα για να αντιληφθεί κανείς πώς λειτουργεί η Χημεία σαν επιστήμη εφαρμογών. Το απλό σπίρτο που ανάβετε δεν είναι τελικά τόσο απλό, όσο ίσως πιστεύετε, διότι περιέχει συνήθως 20 πρόσθετα διαφορετικά συστατικά! Ας αρχίσουμε αναφέροντας τα βασικά.

Για να ανάψουν τα σπίρτα φέρουν στην άκρη τους ένα μείγμα από χλωρικό κάλιο, θειάφι και ζελατίνα. Τοχλωρικό κάλιο θα ελευθερώσει οξυγόνο (γι αυτό και η φλόγα αρχικά είναι πολύ λαμπρή), που θα κάψει το θείοκαι θα δημιουργήσει τη φλόγα. Η ζελατίνα αποτελεί την συγκολλητική ύλη. Ναι αλλά για την ανάφλεξή τους χρειάζονται τα σπίρτα ειδική επιφάνεια. 

Η επιφάνεια αυτή αποτελείται από ένα άλλο μείγμα διοξειδίου του μαγγανίου (πυρολουσίτη), σκόνης γυαλιού και ακίνδυνου ερυθρού φωσφόρου. Με την τριβή αποσπώνται από την τραχεία επιφάνεια μικρά κομμάτια φωσφόρου που αντιδρούν βίαια με το χλωρικό κάλιο προκαλώντας την αρχική «έκρηξη» και την μητρική φλόγα θερμοκρασίας 2000 oC. Η φλόγα αυτή καίει τελικά το θείο και στη συνέχεια μεταδίδεται στο ξυλαράκι

Αν όμως προσπαθήσετε να κάψετε ένα απλό ξυλαράκι σαν αυτό που χρησιμοποιείται στις οδοντογλυφίδες, θα διαπιστώσετε ότι η φλόγα δεν μεταδίδεται εφόσον το κρατάτε σε όρθια θέση. Άρα κάτι πρέπει να σκεφτεί ο χημικός για να διευκολύνει την μετάδοση της φλόγας σε όλο τον κορμό του σπίρτου και αυτό λέγεται παραφίνη! 

Για να μην διατηρείται η καύτρα αναμμένη για πολύ χρόνο όπως συμβαίνει στα κάρβουνα, προσθέτει και λίγο αμμωνιακό λίπασμα (!) δηλαδή φωσφορικό αμμώνιο. Η κεφαλή του σπίρτου «φιλοξενεί» δύο ακόμη οξειδωτικά. 

Το διχρωμικό κάλιο για να ελαττωθεί η ταχύτητα ανάφλεξης και τον πυρολουσίτη που παίζει το ρόλο καταλύτη, στο όλο φαινόμενο. Επειδή όμως η κεφαλή είναι αρκετά συμπαγής ενώ εμείς την θέλουμε πορώδη για την καλλίτερη μετάδοση της φλόγας, προσθέτουμε και γή διατόμων ένα λεπτοκοκκώδες υλικό που αποτελείται από διοξείδιο του πυριτίου και σκελετούς θαλάσσιων οργανισμών.

Τζιανουδάκης Λεωνίδας, χημικός

πηγή