Отравления фосфором в прежние времена составляли очень частое явление: например во Франции в 1851–1871 гг. среди зарегистрированных 793 отравлений 267, т. е. больше трети, падало на фосфор — тот яд, который проникал всюду вместе со спичкой. А для смертельного отравления достаточно всего одной десятой грамма фосфора!
Все это заставило наконец даже капиталистическое правительство обратить внимание на опасности, связанные с производством и потреблением фосфорных спичек. В разных странах законом проводилось обязательное соблюдение известных мер предосторожности при работе на спичечных фабриках, производство фосфорных спичек ограничивалось, а кое-где вовсе начало воспрещаться.
Таким образом и фосфорная спичка не разрешала задачи, — надо было искать возможности делать спичку без фосфора, по крайней мере без ядовитого белого фосфора.
Мы недаром сделали только что оговорку. Можно и не отказываться от применения фосфора в спичечном производстве и в то же время обойтись без ядовитого белого фосфора. Так думали исследователи, занимавшиеся усовершенствованием спички в середине прошлого века. Основывались они на открытии, сделанном в 1845 г. немецким химиком Шреттером.
Шреттер нагревал белый фосфор в закрытом сосуде, значит без доступа воздуха, при температуре в 280°. И вот он заметил, что фосфор начал менять свой цвет — из белого становиться красным и постепенно превратился наконец весь в красную массу. Исследования показали, что по своему составу эта масса представляла не какое-либо химическое соединение фосфора с другим веществом, а опять-таки свободный фосфор. Но этот новый вид фосфора резко отличался по свойствам от белого фосфора. В то время как последний воспламенялся при легком трении или нагревании всего до 60°, красный фосфор оказался в этом отношении гораздо более стойким и его свободно можно было хранить на воздухе (белый фосфор сохраняют под водой). Он не светился в темноте, не растворялся в тех растворителях, в которых легко растворяется белый фосфор, и т. д. Самое же главное — красный фосфор, в противоположность белому, оказался неядовитым.
Если вы изучали химию, то поймете, в чем тут дело-. Ведь некоторые химические элементы могут существовать в виде нескольких, различных по свойствам простых тел, которые в этих случаях называются аллотропическими видоизменениями данного элемента. Вы например хорошо знаете уголь, видели наверное графит и по крайней мере хоть слышали о существовании красивого драгоценного камня алмаза. Все это разные по своим свойствам простые тела, но в то же время химическое исследование показывает, что и уголь, и графит, и алмаз являются аллотропическими видоизменениями одного и того же химического элемента — углерода. К числу таких элементов, существующих в нескольких аллотропических видоизменениях, относится и фосфор.
На ценные свойства красного фосфора обратили внимание исследователи, занимавшиеся производством спичек. «Надо заменить в зажигательной массе белый фосфор красным, и тогда все недостатки фосфорных спичек будут устранены», — такая простая мысль естественно пришла в голову прежде всего. Так и сделали, но опыт оказался неудачным: новые спички воспламенялись с большим трудом и поэтому не получили распространения.
Рис. 12. Рост вывоза безопасных спичек из Швеции (в тоннах)
Иным путем пошел немецкий ученый Беттгер, — он вовсе изъял фосфор из состава зажигательной массы, а взял для нее снова бертолетову соль, смешав ее с сернистой сурьмой. Спички с головками из этой массы уже не зажигались при трении о любую поверхность, как прежние, — для них нужна была поверхность, покрытая специальным составом. И вот в качестве последнего Беттгер взял красный фосфор, смешанный со стеклянным порошком, перекисью марганца и другими веществами. Так были изобретены первые безопасные спички.
Безопасные спички нередко называют еще «шведскими». Почему — спросите вы, — ведь изобрел-то их немец?
Да потому, что немецкие фабриканты не очень спешили перестраивать производство своих фабрик: они и так приносили хороший доход, зачем же было отягощать себя лишними расходами!
Впервые же массовая фабрикация безопасных спичек была налажена в Швеции (рис. 12), где над усовершенствованием их производства много поработал швед Лундстрем.
Усложнялся и совершенствовался состав зажигательной массы, а также состав, которым покрывается боковая поверхность коробки. Например в 1871 г. в зажигательную массу входили уже бертолетова соль, хромовокислый калий К2СrO4, окись железа Fe2O3, перекись марганца МnO2, сера, стеклянный порошок, клей, а в состав для намазки — красный фосфор, сернистая сурьма, перекись марганца, окись железа и клей.