Что же представляла собой первая настоящая фосфорная спичка?
По виду она вполне походила на современную. Головка ее состояла из желтого фосфора, бертолетовой соли и клея, служившего в качестве связывающего вещества. Благодаря легкой воспламеняемости фосфора она зажигалась при трении о любую поверхность, в крайнем случае например о подошву сапога, о суконный рукав и т. п. Для того чтобы легче воспламенялось дерево, кончик спичечной палочки (или «соломки», как ее теперь называют) покрывался серой.
Такая спичка могла уже рассчитывать на широкое распространение. Обходилась она недорого, ее можно было всегда носить с собой и в случае надобности в любой момент и почти в любой обстановке зажечь и т. д. Но и она имела все же довольно существенные недостатки, главным из которых был тот, что головка ее при зажигании плавилась и как бы взрывалась, разбрасывая кругом искры. Обусловливалось это свойством бертолетовой соли сначала плавиться при нагревании и потом только отдавать свой кислород. Этот недостаток оказался в общежитии настолько опасным, что во многих странах даже запретили одно время изготовление этих новых спичек. Необходимо было заменить в зажигательной массе бертолетову соль другими легко отдающими кислород веществами.
Года через два (в 1835 г.) вместо бертолетовой соли начали применять смесь окиси свинца PbO и перекиси (правильнее двуокиси) марганца МnO2, но такие спички загорались с трудом и при воспламенении тоже разбрасывали искры. Замена окиси свинца двуокисью свинца РbO2 устранила эти недостатки, но спички обходились дорого. С целью удешевления двуокись свинца заменили другими свинцовыми соединениями: азотнокислым свинцом Pb(N03)2, суриком Pb3О4, а также ввели в состав зажигательной массы калиевую селитру KN03.
Неприятным свойством фосфорных спичек был также тот удушливый запах, который они распространяли при зажигании. Дело в том, что сера, загоравшаяся от зажигательной массы и служившая для воспламенения дерева, при сгорании образует сернистый газ SO, обладающий резким удушливым запахом. Кроме того — самое разгорание спички, покрытой серой, происходило довольно долго. Между прочим у нас во время гражданской войны появились кое-где подобные спички, и их свойства когда очень метко характеризовали словами: «Пять минут вонь, потом огонь».
Для устранения этого недостатка спичку вместо серы начали пропитывать воском, стеарином или парафином. Все это значительно улучшило качество спичек и удешевило их производство, которое поэтому начало принимать широкие размеры.
Для приготовления «соломки» в то время чаще всего применяли ель или сосну, причем строгали ее сначала ручным способом и лишь значительно позже начали пользоваться для этого машинами. Палочки хорошо просушивались и укладывались затем в ряд на дощечку (А — рис. 10). Потом дощечки с соломкой клали друг на друга (В), плотно стягивали винтами (С) и кончики их сначала погружали в расплавленную серу (позже воск, стеарин или парафин), а затем в зажигательную массу (рис. 11). В заключение следовали сушка и укладка в коробки.
Рис. 10. Укладка спичек для обмакивания
Таким образом фосфорная спичка, казалось, прекрасно разрешала наконец задачу. Она была дешева, удобна в обращении, допускала массовое производство и получала все более и более широкое распространение. Но… в действительности дело обстояло не так: о самом главном недостатке фосфорных спичек мы еще ничего не сказали. А этот недостаток стал особенно остро ощущаться именно тогда, когда развилась массовая фабрикация спичек и когда они стали проникать в каждый дом и в каждую кухню.
Рис. 11. Обмакивание спичек в зажигательную массу
Опасная работа
Тогда только хорошо узнали, насколько ядовитым и опасным веществом является белый фосфор.
Поступает рабочий на спичечную фабрику. Работа не очень трудная, и первое время все идет как будто бы хорошо. Но вот рабочий начинает покашливать, у него воспаляются дыхательные пути, появляется бронхит. «Вероятно, думает он, простудился». Но дальше однако дело идет хуже, — начинают болеть кости, воспаляются десны, развивается костоеда нижней челюсти, появляются язвы, гнойники, свищи с зловонным гноем, обильное слюнотечение, развивается омертвение костей. В запущенных случаях дело обычно кончалось смертью. Но даже и при своевременном лечении выздоровление совершалось очень медленно. В последней же стадии болезни только операция, обезображивающая лицо, могла спасти больного от смерти.
Так ужасно действовало накопление фосфора в организме благодаря постоянному вдыханию его паров при работе на спичечной фабрике. При этом заболевания возникали иногда только через 5–8 лет после начала работы, а иногда даже через несколько лет после прекращения ее. И эти заболевания были чрезвычайно широко распространены: например на прежних спичечных фабриках Московской губернии, вырабатывавших фосфорные спички, костоедой нижней челюсти заболевало около пятой части всех рабочих.
Как видите, работа на спичечных фабриках была чрезвычайно опасной. Но конечно капиталисты, получавшие от своих фабрик хорошие доходы, не обратили бы на это особого внимания: пусть заболевают и мрут рабочие — на их место всегда найдутся здоровые из резервной армии безработных… Однако фосфорные спички становились опасными также и для потребителя, в том числе следовательно и для самого капиталиста.
Спички постоянно лежат на кухне, где готовятся обед, ужин, чай, где усталая хозяйка или кухарка при спешке работает не всегда аккуратно и чисто: попали спички в пищу — и налицо тяжелое отравление фосфором. Нередко бывали отравления детей, бравших спички в рот, использование настоя из спичечных головок с целью самоубийства, нередки были и пожары от самовоспламенившейся коробки спичек и т. д.
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.
Тоже фосфор, но не тот
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.
