Než se dostaneme k hlubší historii, začněme rovnou s odpovědí: v moderních bezpečnostních zápalkách síru jako takovou nenajdete. Bezpečnostní se jim říká proto, že jsou udělané tak, aby se nemohly zapálit náhodně třením o jakýkoli drsnější povrch. Kdo pamatuje slavné zápalkové krabičky Solo Sušice, vzpomene si na nápis “Safety Match”, tedy anglický ekvivalent bezpečnostních zápalek. Ačkoliv se jim hovorově říká „sirky“, je to už jen pozůstatek minulosti. Síra v nich sice dřív bývala, ale její použití bylo opuštěno kvůli nepříjemnému zápachu a jedovatým zplodinám při hoření. Dnes už je tento název čistě historickou záležitostí. O současnosti a historii zápalek (sirek) existuje nejen bohatá populární literatura, ale i zajímavý článek v encyklopedii Britannica [1].
Co se skrývá v moderní hlavičce sirky?
Složení dnešních bezpečnostních zápalek je velmi specifické a promyšlené. Hlavička i škrtátko na krabičce tvoří systém, který funguje jen tehdy, když se obě části setkají.
Hlavička zápalky obsahuje směs látek, z nichž nejdůležitější jsou:
- chlorečnan draselný (KClO₃): silné oxidační činidlo, které uvolňuje kyslík potřebný k hoření,
- antimonit neboli sulfid (sirník) antimonitý (Sb₂S₃): funguje jako palivo, které se snadno vznítí,
- mleté sklo: zvyšuje tření a usnadňuje zapálení,
- pojivo (např. klíh): drží celou směs pohromadě.
Dřívko je napuštěno parafínem, který napomáhá rovnoměrnému hoření, a fosforečnanem sodným, který zabraňuje doutnání po zhasnutí plamene.
Zápalka potřebuje škrtátko
Škrtátko na krabičce se skládá z:
- červeného fosforu: ten je klíčový pro celý proces,
- pojiva a mletého skla.
Když škrtnete zápalkou o škrtátko, třením vznikne teplo (asi 200 °C), které promění malé množství červeného fosforu na vysoce reaktivní bílý fosfor. Ten okamžitě začne reagovat s chlorečnanem draselným z hlavičky, což spustí lavinu chemických reakcí, vedoucích k prudkému vznícení a zapálení zápalky [2].
Síra v sirkách
Název „sirka“ se neobjevil náhodou. Již první zmínky o „zápalných dřívkách“ z období staré Číny popisují dřívka obalená sírou. První evropské zápalky z počátku 19. století, tzv. Congrevovy zápalky,také obsahovaly síru. Jejich složení bylo poměrně jednoduché: chlorečnan draselný, sulfid (sirník) antimonitý, cukr a klíh. Tyto zápalky se „škrtaly“ poněkud netradičně a hlavně nebezpečně – ponořením hlavičky do lahvičky s kyselinou sírovou.
„Promethean match“, zápalka, která byla patentována Samuelem Jonesem z Londýna, využívala malou ampulku s kyselinou sírovou, obalenou chlorečnanem a zabalenou do svitku papíru. Zapalovala se rozbitím ampule pinzetou nebo, jak to praktikovali někteří odvážlivci, mezi zuby. Komu tyto zápalky připomínají Molotovův koktejl, ten není daleko od pravdy.
Od síry k fosforu a zpět
Síra se špatně zapalovala, a tak se hledala jiná, snadno zápalná látka. Bílý fosfor se však vzněcoval příliš snadno, někdy i sám od sebe. První masově vyráběné fosforové zápalky se objevily v roce 1830 díky francouzskému chemikovi Charlesi Saouriovi. Zápalky s hlavičkou z bílého fosforu byly revoluční – chytaly pouhým škrtnutím o jakýkoli drsný povrch, třeba o podrážku boty nebo nehet. Tato „výhoda“ se však brzy ukázala jako fatální nevýhoda. Zápalky s bílým fosforem byly extrémně nestabilní a mohly se snadno vznítit i v kapse, což vedlo k nehodám.
Kolem roku 1845 objevil rakouský chemik Anton von Schrötter červený fosfor, který je netoxický a mnohem méně reaktivní, přesto je dostatečně snadno zápalný. V roce 1855 patentovali švédští bratři Johan Edward a Carl Frans Lundströmové bezpečnostní zápalky [3], které fungují na principu oddělení hořlavých složek (chlorečnanu draselného v hlavičce a červeného fosforu ve škrtátku). To předznamenalo konec éry bílého fosforu. Nicméně mezinárodní zákaz bílého fosforu v zápalkách byl přijat až Bernskou konvencí v roce 1906, což svědčí o tom, jak dlouho trvalo, než byl tento nebezpečný prvek zcela vyřazen z výroby.
Moderní zápalky tuto koncepci převzaly prakticky beze změny a zkombinovaly ji s ideou snadno zápalné síry. Ta už v hlavičkách není jako taková, ale ve sloučenině s antimonem jako sulfid (sirník) antimonitý.
Zajímavost
Výrobu Molotovových koktejlů s obsahem chlorečnanu a kyseliny sírové barvitě líčí Dominique Lapierre a Larry Collins v knize Hoří už Paříž ?, příběhu osvobození Paříže v roce 1944. A stejně barvitě líčí „duševní útrapy“ povstalců, kteří vylévali šampaňské, aby měli láhve na zapalování německých tanků.
Pro Zeptej se vědce odpovídal Michal
Zdroje:
[1] https://www.britannica.com/science/match-tinder
[2] https://www.researchgate.net/publication/286993224_Matches-The_manufacture_of_fire
[3] https://svenskahistoriskapatent.se/EN/ – položka X1206
Další čtení prověřené autorem:
Match (zápalka) – článek je podrobnější a lépe dokumentovaný, než česká verze: https://en.wikipedia.org/wiki/Match
Příběh zápalek: https://www.i60.cz/clanek/detail/30929/pribeh-zapalek
Zápalky – vynález 19. století, který slouží dodnes skoro beze změny: https://www.elitanaroda.cz/clanek/3637-zapalky-vynalez-19-stoleti-ktery-slouzi-dodnes-skoro-beze-zmeny/
The History of Matches | Blog | Swedish Match Industries: https://www.swedishmatchindustries.com/blog/the-history-of-matches
Chlorečnan draselný (KClO3): https://cs.wikipedia.org/wiki/Chlore%C4%8Dnan_draseln%C3%BD
Sirník antimonitý (Sb₂S₃) v anglické Wikipedii, český článek je velmi stručný a věnuje se antimonitu pouze jako minerálu: https://en.wikipedia.org/wiki/Stibnite
Červený a bílý fosfor: https://cs.wikipedia.org/wiki/Fosfor
Molotovův koktejl – konstrukce, druhý odstavec: https://cs.wikipedia.org/wiki/Molotov%C5%AFv_koktejl#Konstrukce