Первый огонь

ПЕРВЫЙ ОГОНЬ

Неистов и упрям,

Гори, огонь, гори,

На смену декабрям

Приходят январи.

Булат Окуджава

Горение – первая химическая реакция, с которой познакомился человек. И научился примитивно ею управлять, добавляя в нужное время сучья в костер. Тысячи лет огонь использовали для обогрева, приготовления пищи, освещения. Вокруг костра или очага проходила вся общественная жизнь людей.

В Индии воспевается бог огня и домашнего очага. Именно от древнего индоевропейского корня произошли и латинское ignis, и русское «огонь»; этот корень есть во всех славянских языках, и не только (по-литовски огонь – ugnis, по-английски igneous – огненный).

Первый использованный человеком огонь был нерукотворным: его зажгла молния или вулканическая лава. Вид горящего леса вызывал панический ужас у всего живого. «Красным цветком... называли огонь, – пишет Редьярд Киплинг в «Книге джунглей», – потому что … все звери смертельно боятся огня». Человек сумел преодолеть страх и приручил огонь.

Вспыхнувшее от удара молнии дерево – редкое явление, поэтому очень важным было сохранение огня. Потеря огня, была почти эквивалентна потере жизни. Отсюда многие ритуалы: в память о погибших горит Вечный огонь, перед очередными Олимпийскими играми из Греции несут олимпийский огонь.

Вплоть до ХХ века огонь был единственным средством не только обогрева и получения механической работы в паровых машинах, но и освещения. Улицы и помещения освещались факелами или плошками с растительным маслом или животным жиром (изредка для этих целей использовали спермацет – воскообразное вещество из головы кашалота). Затем их сменили свечи (восковые и более дешевые стеариновые и парафиновые), керосиновые лампы и газовые фонари.

Илья Абрамович Леенсон "Химия и жизнь" №1, 2011

ИСТОРИЯ СПИЧКИ

В 1831 году французский студент Шарль Сориа, которому тогда было 19 лет, придумал намазывать на деревянные палочки смесь из белого фосфора, бертолетовой соли, растительной камеди и некоторых добавок. Достаточно было чиркнуть такой спичкой о любую шероховатую поверхность (например, о подошву башмака), как повышение температуры в результате трения немедленно вызывало бурную взрывную реакцию, приводящую к воспламенению спички.

В Россию фосфорные спички впервые попали в 1836 году, и в последний год своей жизни иностранной новинкой в принципе мог воспользоваться .

Однако фосфорные спички были чрезвычайно опасны. И производство, и потребление этих спичек сопровождались многочисленными пожарами и отравлениями. В конце концов фосфорные спички были запрещены почти во всех странах.

На смену фосфорным пришли так называемые безопасные спички. Белый фосфор заменили на красный (неядовитый). В 1848 году немецкий химик Рудольф Бёттгер догадался отделить фосфор от бертолетовой соли. Название новые спички (шведские) получили по месту первого массового производства в 60-е годы XIX века.

В современных спичках красный фосфор входит только в состав намазки на коробке. В намазке находятся также мел, молотое стекло, костяной клей, некоторые другие вещества. Горючие вещества есть и в спичечной головке – в основном сера, а окислителем служит бертолетова соль KClO3. При трении головки спички о намазку мельчайшие частички красного фосфора на боковой поверхности коробки воспламеняются и поджигают головку спички. Реакция происходит настолько быстро, что осиновая основа спички не успевает загореться; легче загорается парафин, которым пропитана верхняя часть спички, а горящий парафин уже поджигает древесину. В общем, настоящий химический завод.

Илья Леенсон. Рождение химии из огня

ЗАЖИГАЛКА

В 1770 году была изобретена электрическая зажигалка, в которой струя водорода воспламенялась от искры электрофорной машины. Такая зажигалка могла служить для красивых демонстраций на лекции, но не для использования в быту. Появление зажигалки, какой мы её знаем, связано с именем немецкого химика Иоганна Вольфганга Дёберейнера. Он сконструировал «водородное огниво» – прибор, широко применявшийся для получения огня до изобретения спичек. В нем струя водорода, получаемого действием цинка на раствор серной кислоты, направлялась на мелкодисперсную платину и загоралась.

Конечно, «водородное огниво» в карман не положишь; прибор быстро вытеснили спички. Однако спички легко отсыревают, пламя задувается ветром, на производство спичек тратится древесина, для их изготовления используется опасная бертолетова соль.

Альтернативой спичкам служат зажигалки. Раньше их заправляли бензином. Бензин пропитывал фитиль, испарялся, и его пары поджигались искрой, получаемой от трения стального колесика о маленький цилиндрик, сделанный из сплава церия, который при ударе или энергичном трении дает множество искр – мельчайшие пылинки металла самовоспламеняются на воздухе (такое свойство называется пирофорностью – от греческих слов pyr – огонь и phoros – несущий). Искры легко поджигают фитиль. Для зажигалочных кремней оптимален состав: Се – 66%, La – 8%, Fe – 25%, Mg – 0,5%, Cu – 0,5%.

Бензиновые зажигалки со временем уступили место более удобным газовым. В них под небольшим давлением находится сжиженный газ – бутан или его смесь с пропаном. Механизм поджига прежний: колесико и кремень. Сравнительно недавно венгерские изобретатели, вспомнив «огниво» Дёберейнера, сконструировали зажигалку нового типа: на выходе струи газа находится платиновая спиралька, которая катализирует реакцию горения. Пламя у новой зажигалки сильное и устойчивое, ему не страшен ветер. Таким пламенем можно при необходимости сварить тонкую проволоку.

ГОРИ, СВЕЧА, ГОРИ

Свеча – одно из наиболее совершенных изобретений человека, не утратившее до сих пор своего значения. В отличие от лучины, свеча горит довольно медленно, без копоти, в течение многих часов давая ровное и сравнительно яркое пламя. До изобретения электрического освещения просторные залы и дворцы освещались сотнями и тысячами свечей.

В общих чертах процессы, происходящие при горении свечи, были выяснены еще в позапрошлом веке. В декабре 1860 года английский физик Майкл Фарадей прочитал в большом зале Королевского института в Лондоне шесть публичных рождественских лекций «Химическая история свечи». В результате появилась книга «История свечи», переведённая и переизданная множество раз.

Во времена Фарадея свечи делали чаще всего из стеарина – жирной на ощупь полупрозрачной массы белого или желтоватого цвета. Это смесь твердых жирных кислот, среди которых преобладает стеариновая (обычно с примесью пальмитиновой и олеиновой).

Сейчас свечи делают в основном из парафина – бесцветного воскообразного вещества, который состоит из смеси твердых предельных неразветвленных углеводородов, содержащих от 16 до 30 атомов углерода в молекуле. Парафин легче воды, легко плавится (при 45–65°C). Его получают главным образом при переработке нефти. Парафин при комнатной температуре химически инертен, а при высокой температуре легко сгорает с выделением углекислого газа и воды, почти не образуя копоти.

Для правильного горения свечи очень важен фитиль, который должен сгорать без остатка одновременно с парафином. Современный фитиль делают из хлопчатобумажных нитей, пропитанных солями фосфорной и борной кислот. Эти вещества способствуют тому, что целлюлоза (главная составная часть хлопка), сгорает без остатка. А когда-то снятие нагара со свечей было проблемой; для этого выпускали специальные щипцы.

ПЛАМЯ СВЕЧИ

Скорость, с которой сгорает свеча, зависит от притока воздуха. Нагретый пламенем воздух поднимается вверх, а на его место приходит холодный воздух. Он охлаждает верхний ободок свечи, образуя «чашечку» из твердого воска. Космонавт в космическом корабле не смог бы наблюдать за горящей свечой: в невесомости свежий воздух не поступает к зоне горения.

После зажигания свечи огонь быстро растапливает часть парафина около фитиля, образуя небольшую лужицу. Жидкий парафин капиллярными силами поднимается по фитилю вверх, как вода от корней растения к ветвям и листьям. Добравшись до горячей зоны, парафин частично испаряется, а частично разлагается. Температура в самой верхней части горящего фитиля составляет около 600°C. Над горящим фитилем легко заметить темный несветящийся конус, температура в его нижней части равна 800°C, а в верхней – 1000°C. Темный конус сверху и снаружи окружен желтым пламенем, которое и испускает свет; его температура – 1200°C.

Свечение зависит от температуры. Если нагревать твердое тело, то по мере повышения температуры его цвет постепенно переходит от красного к желтому и, наконец, белому. Свечение же раскаленных частиц в газах зависит от их природы. Так, атомы He испускают желтый свет, Ne – оранжевый, Ar – зеленовато-голубой.

Горящий магний испускает ослепительный белый свет. Испускание света раскаленными частицами используется в пиротехнических составах. При высокой температуре соединения металлов светятся разными цветами: Sr дает карминово-красный цвет, Na – желтый, Ba – зеленый, Cu – синий. Искрящиеся «звездочки» содержат порошки металлов (магния, алюминия). Небольшой и безопасный «фейерверк» можно устроить дома с помощью корки мандарина или апельсина. Если сильно сжать корку, из нее брызнет струйка жидкости, содержащей эфирное масло: направленная на огонь, струйка дает в воздухе красивые вспышки пламени.

Илья Леенсон. Рождение химии из огня

РАЗВЕДЕНИЕ ОГНЯ БЕЗ СПИЧЕК

Прежде чем попробовать развести огонь без спичек, приготовьте сухой легковоспламеняющийся материал. Это может быть сухая трава и листья, древесные стружки и опилки, птичьи перья, берёста, марля, вата, пух, сухой мох, лоскутки одежды и др.

Способ 1. Марганцовка и глицерин

Насыпьте примерно 1 г растертого в мелкий порошок перманганата калия (марганцовки). Затем из пипетки осторожно капните на него 2-3 капли глицерина и быстро убирайте руку. Всего 2-3 секунды – и вспыхнет огонь.

Способ 2. Солнце и линза

Объектив фотоаппарата, стекло от очков, выпуклая линза от бинокля или телескопа, а также зеркало, могут быть использованы для фокусирования солнечных лучей на воспламеняющиеся вещества. Подойдёт и отражающий рефлектор от фонарика. Жаль, что в пасмурную погоду этот способ не работает

Способ 3. Кремень и огниво (стальная пластинка)

В качестве кремня может служить соответствующая сторона водонепроницаемой спичечной коробки или твердый кусок камня. Держите кремень как можно ближе к труту и ударяйте им о стальное лезвие ножа. Ударяйте так, чтобы искры попадали в центр трута. Когда он начнет дымить, слегка подуйте на пламя. Если не удастся высечь искру первым камнем, пробуйте другим. Или возьмите два камня твердых пород. Огонь высекают скользящими ударами одного камня о другой, держа их ближе к труту.

Способ 4. Трение дерева о дерево (лук и бурав)

Учитывая, что получение огня методом трения довольно трудно, используйте его в качестве последнего средства. Лук изготавливается из ствола молодой березки или орешника длиной в 1 метр, толщиной 2-3 см и куска веревки в качестве тетивы. Сверлом может служить 25-30 см сосновая палочка толщиной с карандаш, заостренная с одного конца. Опору делают из полена сухого дерева твердой породы (сосна, дуб). Его очищают от коры и высверливают в нем ножом лунку глубиной 1-1,5 см, которую обкладывают легко воспламеняющимся материалом. Сверло, обернув один раз тетивой, вставляют одним кольцом в лунку, вокруг которой укладывают трут. Затем, прижимая сверло ладонью левой руки, правой быстро двигают лук взад и вперед перпендикулярно сверлу. Чтобы не повредить ладонь, между нею и сверлом кладут прокладку из куска ткани, коры дерева. Как только трут затлеет, его надо раздуть и положить растопку, приготовленную заранее.

http://www. genon. ru