Tìm hiểu về Diêm
Đầu diêm chứa hỗn hợp antimony trisulphide và potassium chlorate (kali clorat), gắn chặt với nhau bằng keo dính. Antimony trisulphide có thể bốc cháy ở một nhiệt độ tương đối thấp và tia lửa bé nhỏ vừa loé lên kia cũng đủ nóng để đốt cháy nó. Potassium chlorate chứa nhiều ôxy, nuôi ngọn lửa cho đến khi nó lan vào phần thân làm bằng gỗ của que diêm.
Nguyên lí hoạt động:
Bề mặt vỏ hộp, nơi ta “quẹt” que diêm vào, có một lớp hỗn hợp bột ma sát, phốt pho đỏ và keo dán. Hơi nóng phát ra do ma sát sẽ biến đổi phốt pho đỏ thành phốt pho trắng. Chất này không bền trong điều kiện nhiệt độ phòng và tự bốc cháy khi tiếp xúc với không khí. Tia lửa loé lên sẽ làm đầu que diêm cháy theo.
Từ khi có lửa nền văn minh nhân loại đã chuyển sang một trang mới, có thể nói lửa là phát minh vĩ đại nhất của loài người.Trải qua nhiều thế kỉ, con người đã dần dần cải tiến cách tạo ra lửa. Trước đây, con người lấy lửa từ Mặt trời, dùng 2 viên đá lửa quyẹt vào nhau,dùng dùi gỗ khoan vào võ cây…Và đến nay cải tiến hơn nữa đó là chúng ta đã dùng diêm để tạo ra lửa. Có khi nào bạn tự hỏi tại sao chỉ cần quyẹt nhẹ que diêm một cái là chúng ta có ngọn lửa? Bí mật của que diêm nằm ở vỏ hộp và đầu que diêm. Bây giờ chúng ta cùng tìm hiểu nguyên lý hoạt động của diêm nhé. Trước tiên chúng ta xét bề mặt vỏ hộp nơi quẹt lửa. Bề mặt vỏ hộp được bôi một lớp bột ma sát gồm có phốt pho đỏ và keo dán. Nhiệt phát ra do mat sát biến phốt pho đỏ thành phot pho trắng. Phốt Pho trắng là chất không bền, dễ bốc cháy ở nhiệt độ phòng khi tiếp xúc với không khí : 4P + 5O2 = 2P2O5
Tia lửa sinh ra đốt cháy đầu que diêm. Đầu que diêm chứa hỗn hơp antimony trisulphide (S6Sb4 hoặc S3Sb2) và potassium chlorate (KClO3), được gắn chặt với nhau bằng keo dính. antimony trisulphide là chất dễ bị oxi hóa ở nhiệt độ thấp và tạo ra lực ma sát lớn.
S6Sb4 + 9O2 = 6SO2 + 2Sb2O3
Đồng thời KClO3 cũng bị nhiệt phân tạo ra oxi cũng cấp cho quá trình đốt cháy antimony trisulphide : 2KClO3 = 2KCl + 3O2.
Và thế là chúng ta có lửa.
Ước mơ học cách tạo ra lửa để sưởi ấm và nấu chín thức ăn đã dẫn đến việc con người làm ra nhiều loại “diêm” khác nhau. Người nguyên thuỷ đánh ra lửa từ chất Silic và hy vọng rằng nó có thể đốt cháy dược lá khô. Hàng nghìn năm sau những người La Mã cổ cũng chẳng tiến thêm dược mấy trong việc tạo ra lửa. Họ đánh hai hòn đá vào nhau và những tia lửa thu được thì cố gắng đốt cháy những que đóm tẩm lưu huỳnh.
Vào thời trung cổ người ta cố gắng đốt cháy những miếng giẻ khô bằng những tia lửa thu được bằng cách đánh Silic và sắt. Những chất liệu dễ cháy này được gọi là các dây cháy. Những que diêm hiện đại được làm từ những que gỗ nhỏ bọc phôtxpho ở đầu. Phôtxpho là chất rất dễ cháy ngay cả ở nhiệt độ rất thấp. Vào năm 1681 một người Anh tên là Robert Boie đã nhúng que đóm tẩm lưu huỳnh vào dung dịch lưu huỳnh và phốtxpho và thế là những que diêm đã ra đời. Tuy nhiên những que diêm này cháy quá nhanh nên hiệu quả sử dụng không cao. Những que diêm thực sự được làm ở Anh do bàn tay của người dược sĩ có tên là John Walker. Để đốt những que diêm này cần phải quẹt chúng vào giữa nếp gấp của tờ giấy mà trên đó đã được rắc một lớp bột thuỷ tinh .
Năm 1833 những que diêm bọc phôtxpho đã ra đời ở Áo và Đức nhưng có một vấn đề đã nảy sinh vì phôtxpho trắng và vàng rất độc hại đối với những công nhân sản xuất diêm cho nên năm 1906 đã bị cấm sản xuất trên toàn thế giới.
Cuối cùng người ta đã tìm ra một loại phôtxpho đỏ không độc để sản xuất ra những que diêm an toàn hơn. Những que diêm an toàn đầu tiên đã được sản xuất ở Thuỵ Sỹ vào năm 1844. Giờ đây thay vì bọc lên đầu que diêm tất cả những chất hoá học cần thiết thì ngày nay người ta bôi phốtxpho đỏ lên bề mặt của hộp và ta chỉ cần quẹt que diêm vào đó.
Vào thời kì thế chiến lần thứ hai có rất nhiều đoàn quân chinh chiến ở vùng Thái Bình Dương nơi rất hay có mưa nên những que diêm bình thường tỏ ra kém hiệu quả. Lúc bấy giờ ông Raimôn Kađi đã làm ra một chất bọc lên những que diêm để có thể đốt được ngay cả trong trời mưa.
Phân loại:
Có hai loại: diêm ma sát, và diêm an toàn. Diêm ma sát do nhà hoá học người Anh, John Walker, sáng chế năm 1827. Đầu que bôi một hỗn hợp gồm lưu huỳnh, phốt pho trắng, ôxít chì, ôxít măng gan. Để nhóm lửa bằng loại diêm này, bạn có thể đánh que diêm vào bất kỳ một bề mặt thô ráp nào (để tạo ma sát), như gạch, giấy cát, thậm chí cả…ria mép. Nhân vật “gã lang thang” Sáclô trong phim hài của Charlie Chaplin đã “quẹt” diêm vào cả… đũng quần. Ma sát sinh ra nhiệt, ở 40 độ C thì que diêm bắt lửa. Hạn chế lớn của loại diêm này là phốt pho trắng rất độc, ngoài ra cứ hễ va chạm là que diêm phát hỏa, lắm phen gây hoả hoạn.
Diêm an toàn do một người Thuỵ Điển tên là Johan Lundstrom phát minh ra năm 1855, khắc phục được hạn chế trên. Phốt pho trắng đem đun trong chân không đến 300 độ C, trở thành phốt pho đỏ, không cháy do ma sát, nhưng trộn với potassium chlorate thì thành chất dễ cháy nổ. Người sản xuất tách riêng hai thành phần này, để một nằm trên đầu diêm, một nằm trên vỏ hộp đi kèm. Khi dùng, bạn phải “quẹt” que vào vỏ thì mới có lửa, an toàn hơn.
