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HISTÓRIA DA TECNOLOGIA, TECNOLOGIA, OBJETOS AO REDOR DE NÓS
Fósforos. História da invenção e produção
Diretório / A história da tecnologia, tecnologia, objetos ao nosso redor Um fósforo é um bastão (talo, palha) feito de material combustível, equipado com uma cabeça incendiária na ponta, que serve para produzir fogo aberto.
Os fósforos são um dos elementos mais importantes da vida humana há muitas décadas e ainda hoje desempenham um papel importante em nossa vida cotidiana. Normalmente, ao acender um fósforo em uma caixa, nem pensamos em quais reações químicas estão ocorrendo naquele segundo e em quanta engenhosidade e esforço as pessoas fizeram para ter um meio tão conveniente de fazer fogo. Os fósforos comuns estão, sem dúvida, entre as invenções mais surpreendentes da mente humana. Para estar convencido disso, basta lembrar quanto esforço era necessário para fazer uma fogueira nos velhos tempos. É verdade que nossos ancestrais abandonaram o tedioso método de extrair fogo por fricção mesmo na antiguidade. Na Idade Média, um dispositivo mais conveniente apareceu para esse fim - um aço, mas mesmo com ele, acender o fogo exigia certa habilidade e esforço. Quando o aço atingiu a pederneira, uma faísca foi lançada, que caiu no pavio embebido em salitre. A mecha começou a arder. Tendo anexado um pedaço de papel, aparas ou qualquer outro graveto a ele, eles atiçaram o fogo. Abanar a faísca foi o momento mais desagradável desta lição. Mas era possível passar sem ele? Alguém teve a ideia de mergulhar uma lasca seca em enxofre derretido. Como resultado, uma cabeça de enxofre se formou em uma ponta da tocha. Quando a cabeça foi pressionada contra a mecha fumegante, ela se incendiou. A lasca inteira se iluminou com isso. Assim surgiram as primeiras partidas. Devo dizer que ao longo de sua história anterior, as pessoas tentaram pegar fogo com a ajuda de influências mecânicas - fricção ou impacto. Com essa abordagem, o fósforo de enxofre só poderia desempenhar um papel auxiliar, pois era impossível fazer fogo diretamente com sua ajuda, porque não pegava fogo por impacto ou atrito. Mas no final do século XNUMX, o famoso químico Berthollet provou que uma chama pode ser o resultado de uma reação química. Em particular, se o ácido sulfúrico for jogado no ácido hipocloroso de potássio (sal Bertolita), uma chama surgirá. Esta descoberta tornou possível abordar o problema de fazer fogo de um ângulo completamente diferente. Em diferentes países, muitos anos de pesquisa começaram na criação de fósforos com uma ponta manchada com uma ou outra substância química que pode inflamar sob certas condições. Em 1812, Chapsel inventou os primeiros fósforos auto-acendentes, ainda muito imperfeitos, mas com a ajuda deles foi possível obter uma chama muito mais rápida do que com a ajuda de um aço. Os fósforos de Chapsel eram varas de madeira com cabeça feita de uma mistura de enxofre, sal de bartolet e cinábrio (este último foi usado para colorir a massa incendiária em uma bela cor vermelha). Em tempo ensolarado, esse fósforo foi aceso com uma lente biconvexa e, em outros casos, em contato com uma gota de ácido sulfúrico concentrado. Esses fósforos eram muito caros e, além disso, perigosos, pois o ácido sulfúrico respingava quando a cabeça se inflamava e podia causar queimaduras. É claro que eles não são amplamente utilizados. Mais prático seriam os fósforos com cabeças que acendessem com leve fricção. No entanto, o enxofre não era adequado para esta finalidade. Eles procuravam outra substância inflamável e então chamaram a atenção para o fósforo branco, descoberto em 1669 pelo alquimista alemão Brand. O fósforo é muito mais combustível que o enxofre, mas nem tudo deu certo com ele. No início, os fósforos eram acesos com dificuldade, pois o fósforo queimava muito rápido e não havia tempo para acender a tocha. Então eles começaram a aplicá-lo sobre a cabeça de um velho fósforo de enxofre, supondo que o enxofre pegaria fogo mais rápido do fósforo do que da madeira. Mas essas partidas também se iluminaram mal. As coisas correram bem somente depois que começaram a se misturar com substâncias de fósforo que, quando aquecidas, liberam o oxigênio necessário para a ignição. Agora é difícil dizer quem foi o primeiro a apresentar uma receita bem-sucedida de massa incendiária para fósforos de fósforo. Aparentemente, era o austríaco Irini. Em 1833, ele sugeriu ao empresário Roemer o seguinte método para fazer fósforos: “Você precisa pegar um pouco de cola quente, goma arábica é melhor, jogar um pedaço de fósforo nela e chacoalhar o frasco com cola vigorosamente. forte agitação, o fósforo se quebrará em pequenas partículas. Eles se unem tão intimamente com a cola que um líquido espesso e esbranquiçado é formado. Além disso, pó de peróxido de chumbo finamente moído deve ser adicionado a esta mistura. Tudo isso é agitado até que uma massa marrom uniforme seja obtida . coberto com enxofre. O enxofre deve ser coberto com uma camada de massa de fósforo por cima. Para isso, os enxofres são mergulhados na mistura preparada. Agora resta secá-los. Desta forma, obtêm-se fósforos. Eles inflamam-se muito facilmente. Eles só precisam ser atingidos contra a parede." Essa descrição permitiu que Roemer abrisse uma fábrica de fósforos. No entanto, ele entendeu que era inconveniente carregar fósforos no bolso e batê-los na parede e teve a ideia de embalá-los em caixas, em um lado das quais colavam um pedaço de papel áspero (simplesmente cozinhavam - mergulhou-o em cola e derramou areia ou vidro esmagado nele). Ao bater em tal pedaço de papel (ou em qualquer superfície áspera), o fósforo acendeu. Tendo estabelecido uma produção experimental de fósforos para começar, Roemer expandiu a produção quarenta vezes - tão grande era a demanda por seus produtos e ganhou muito dinheiro com a produção de fósforos. Outros fabricantes seguiram seu exemplo e logo os fósforos de fósforo se tornaram uma mercadoria popular e barata em todos os países.
Gradualmente, várias composições diferentes da massa incendiária foram desenvolvidas. Já pela descrição de Irini fica claro que a cabeça do fósforo de fósforo incluía vários componentes, cada um dos quais desempenhava suas próprias funções. Em primeiro lugar, havia o fósforo, que desempenhava o papel de um ignitor. Substâncias que liberam oxigênio foram misturadas a ele. Além do sal de berthollet bastante perigoso, o peróxido de manganês ou minium poderia ter sido usado nessa função e, em partidas mais caras, o peróxido de chumbo, que geralmente era o material mais adequado. Substâncias menos combustíveis foram colocadas sob uma camada de fósforo, transmitindo uma chama de um ignitor para uma tocha de madeira. Pode ser enxofre, estearina ou parafina. Para que a reação não fosse muito rápida e a madeira tivesse tempo de aquecer até a temperatura de combustão, foram adicionadas substâncias neutras, por exemplo, pedra-pomes ou vidro em pó. Por fim, a cola foi misturada à massa para conectar todos os outros componentes. Quando a cabeça esfregava contra uma superfície áspera no ponto de contato, surgia calor suficiente para inflamar as partículas de fósforo mais próximas, das quais outras se inflamavam. Ao mesmo tempo, a massa foi tão aquecida que o corpo contendo oxigênio se decompôs. O oxigênio liberado contribuiu para a ignição de uma substância inflamável que estava sob a cabeça (enxofre, parafina, etc.). Dele, o fogo foi transferido para a árvore. A produção de fósforos desde o início assumiu grande escala, porque o consumo anual de fósforos era de dezenas e centenas de bilhões de peças. Era impossível fazer sem mecanização abrangente. A fabricação de fósforos foi dividida em duas operações principais: 1) fazer palitos (canudos de fósforo), 2) preparar uma massa incendiária e mergulhar os canudos nela. O tipo mais comum de madeira para fósforos era o álamo, assim como o álamo, o salgueiro, o pinho, o abeto, cuja madeira tinha fortes fibras retas. As toras secas foram cortadas em pedaços de cerca de 1 m de comprimento, cada pedaço foi dividido transversalmente em quatro partes e a casca foi retirada. O bloco resultante foi reforçado em uma bancada de carpintaria e aplainado com uma plaina especial, cuja parte de trabalho consistia em vários tubos apontados para a frente. Quando tal plaina passava ao longo de uma árvore, eram obtidas longas varas redondas ou retangulares (dependendo da forma dos tubos, qualquer seção transversal poderia ser dada ao canudo). Então, com um plano comum, eles suavizaram as irregularidades formadas na forma de ranhuras das lascas retiradas, removeram a segunda camada, nivelaram a árvore novamente e assim por diante. A lasca resultante foi cortada em pedaços com o comprimento de um fósforo. Esta operação foi realizada em uma máquina que possuía um dispositivo muito simples.
As lascas foram colocadas em uma calha e aproximadas da placa reguladora e, em seguida, usando uma alavanca e uma faca, cortaram o comprimento definido. Em vez de aplainamento manual, uma máquina especial logo começou a ser usada. A árvore aqui repousava contra a extremidade do leito e era processada usando um dispositivo de corte, no qual havia vários tubos pontiagudos que cortavam lascas quando o dispositivo de corte se movia. Para ser processado nesta máquina, a tora foi primeiro cortada em tábuas. Esta máquina, no entanto, tinha muitas deficiências e deu um grande desperdício. Portanto, no futuro foi substituído por outros, e o processo de corte de lascas foi dividido em várias operações. Para processamento posterior, os canudos tinham que ser colocados em fileiras uniformes e paralelas. Para isso, eles também usaram uma máquina especial. Na plataforma, que recebeu movimentos rápidos de trepidação, foi instalada uma caixa divisória, e a distância entre as divisórias correspondeu à duração da partida. Com o movimento rápido da caixa, os canudos foram colocados entre as divisórias nos compartimentos da caixa, e o lixo caiu pelos orifícios inferiores. Em seguida, a caixa foi removida e virada. O canudo permanecia no tabuleiro em fileiras paralelas e, dessa forma, era enviado para a mácula. Antes de mergulhar, os canudos eram colocados em uma estrutura especial, que consistia em uma base e duas hastes de ferro presas a ela, sobre as quais eram colocadas pranchas de madeira. Ranhuras corriam paralelas umas às outras através das placas. O comprimento desses sulcos era feito de tal forma que a palha neles colocada sobressaía cerca de um quarto de seu comprimento. As tábuas cheias foram colocadas nas hastes uma sobre a outra. De cima, todos eles foram cobertos com uma tábua e presos com cunhas. Assim, obteve-se um quadro no qual foram colocados cerca de 2500 fósforos. Posteriormente, esta operação foi mecanizada e realizada por uma máquina tipográfica especial. Cada fósforo tinha que ser mergulhado duas vezes - primeiro em enxofre ou parafina e depois em uma massa incendiária. Fazer uma massa incendiária era um assunto complexo que exigia grandes precauções. De particular importância foi a sua mistura completa. Para fazer isso, cada componente foi fortemente esmagado a um estado de pó. Inicialmente, os fósforos eram mergulhados à mão usando uma panela. A frigideira de macal consistia em duas partes: plana e rebaixada. O primeiro foi feito um pouco maior do que o quadro de composição e realmente serviu para mergulhar na massa fundida. Sua camada aqui era insignificante e correspondia à altura da parte encerada (ou sulfurada) do fósforo. A segunda parte serviu de reservatório para a massa e ajudou a manter um nível constante.
Mais tarde, uma máquina de imersão foi inventada. Consistia em um tanque de ferro fundido cercado por outro tanque de ferro fundido. O tanque externo continha uma massa incendiária. Água morna foi derramada entre os dois reservatórios para aquecer a massa. O tanque interno era fechado em todos os lados e apenas na placa superior havia uma ranhura transversal na qual era colocado um rolete. Girando, o rolo captava com sua metade inferior a massa do tanque e a aplicava nas pontas dos fósforos.
Para maior comodidade de trabalhar na placa superior do tanque, havia uma placa de imersão especial, na qual foi instalada uma moldura de configuração e que se movia facilmente sobre o rolo de imersão com a ajuda de cremalheiras e engrenagens montadas no eixo de o rolo. Outro foi colocado acima do rolo de imersão, que serviu para pressionar uniformemente os quadros tipográficos que passavam por baixo dele para o rolo inferior. Da máquina de imersão, os quadros tipográficos foram transferidos para a câmara de secagem. Após a secagem, os fósforos foram retirados das molduras tipográficas e colocados em caixas. Durante muito tempo, esse trabalho foi feito manualmente, mas depois surgiram máquinas para essa operação.
Uma grande desvantagem dos fósforos de fósforo era a toxicidade do fósforo. Nas fábricas de fósforos, os trabalhadores rapidamente (às vezes em poucos meses) foram envenenados pelo vapor de fósforo e ficaram incapazes de trabalhar. A nocividade dessa produção superou até a produção de espelhos e chapéus. Além disso, uma solução de uma massa incendiária na água deu o veneno mais forte, que foi usado por suicidas (e muitas vezes assassinos). Em 1847, Schroeter descobriu o fósforo vermelho amorfo não venenoso. Desde aquela época, havia o desejo de substituir o perigoso fósforo branco por ele. Antes de outros, esse problema foi resolvido pelo famoso químico alemão Betcher. Ele preparou uma mistura de enxofre e sal de bartolet, misturou-os com cola e aplicou-a nas lascas revestidas de parafina. Mas, infelizmente, esses fósforos acabaram sendo impossíveis de acender em uma superfície áspera. Então Betcher teve a ideia de manchar um pedaço de papel com uma composição especial contendo uma certa quantidade de fósforo vermelho. Quando o fósforo foi esfregado contra tal superfície, partículas de fósforo vermelho foram inflamadas devido às partículas de sal de berthollet da cabeça que as tocaram e acenderam o último. Fósforos novos queimavam com uma chama amarela constante. Não exalavam fumaça nem aquele cheiro desagradável que acompanhava os fósforos de fósforo. A invenção de Betcher a princípio não interessou os fabricantes. Pela primeira vez, "partidas seguras" começaram a ser produzidas em 1851 pelos suecos, os irmãos Lundstrem. Portanto, as partidas sem fósforo foram chamadas de "suecas" por muito tempo. Assim que os fósforos de segurança se generalizaram, a produção e venda de fósforos de fósforo foi proibida em muitos países. Depois de algumas décadas, sua produção parou completamente. Autor: Ryzhov K.V.
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