Comment fonctionnent les allumettes de sécurité?

Il y a beaucoup de chimie intéressante dans la petite tête d'un match de sécurité. Les allumettes de sécurité sont «sûres» parce qu'elles ne subissent pas de combustion spontanée et parce qu'elles ne rendent pas les gens malades. Vous devez frapper une allumette de sécurité contre une surface spéciale afin de la faire s'enflammer. En revanche, les premiers matchs reposaient sur le phosphore blanc, qui est instable et susceptible de s'enflammer dans l'air. L'autre inconvénient de l'utilisation du phosphore blanc est sa toxicité. Avant que les allumettes de sécurité soient inventées, les gens tombaient malades à cause de l'exposition aux produits chimiques.

Points clés à retenir

• Les allumettes de sécurité sont considérées comme «sûres» contrairement à une ancienne formulation d'allumettes contenant du phosphore blanc. Les allumettes au phosphore blanc s'enflammeraient spontanément et étaient très toxiques.
• Une allumette de sécurité utilise la friction pour générer la chaleur nécessaire pour initier la combustion. La tête d'allumette contient du sable ou du verre en poudre à cet effet.
• Bien que les allumettes de sécurité contiennent du phosphore rouge au lieu du phosphore blanc, l'élément est converti en vapeur de phosphore blanc. Ainsi, l'inhalation des fumées des allumettes n'est pas exactement saine.

Les têtes d'allumettes des allumettes de sécurité contiennent du soufre (parfois du sulfure d'antimoine III) et des agents oxydants (généralement du chlorate de potassium), avec du verre en poudre, des colorants, des charges et un liant fait de colle et d'amidon. La surface de frappe est constituée de verre en poudre ou de silice (sable), de phosphore rouge, de liant et de charge.

1. Lorsque vous frappez une allumette de sécurité, le frottement verre sur verre génère de la chaleur, convertissant une petite quantité de phosphore rouge en vapeur de phosphore blanc.
2. Le phosphore blanc s'enflamme spontanément, décompose le chlorate de potassium et libère de l'oxygène.
3. À ce stade, le soufre commence à brûler, ce qui enflamme le bois de l'allumette. La tête d'allumette est recouverte de cire de paraffine de sorte que la flamme brûle dans le bâton.
4. Le bois d'une allumette est aussi spécial. Les allumettes sont trempées dans une solution de phosphate d'ammonium qui réduit la rémanence lorsque la flamme s'éteint.

Les têtes d'allumettes sont généralement rouges. Ce n'est pas la couleur naturelle des produits chimiques. Au lieu de cela, du colorant rouge est ajouté à la pointe du match pour indiquer que c'est la fin qui prend feu.

Sources

• Carlisle, Rodney (2004). Inventions et découvertes scientifiques américaines. New Jersey: John Wiley & Sons. p. 275. ISBN 0-471-24410-4.
• Crass, M. F., Jr. (1941). "Une histoire de l'industrie des allumettes. Partie 1". Journal of Chemical Education. 18 (3): 116-120. doi: 10.1021 / ed018p116