Номер 447, страница 88 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

447. В спичечных головках содержится красный фосфор. С какой целью его туда добавляют? Можно ли красный фосфор заменить на белый? Ответ поясните.

С какой целью его туда добавляют?

Важно уточнить, что в современных безопасных спичках красный фосфор содержится не в головке самой спички, а в составе так называемой «тёрки» — специальной массы, нанесенной на боковую поверхность коробка. В состав головки спички входят окислитель (чаще всего бертолетова соль, $KClO_3$), горючие вещества (например, сера $S$), а также наполнители и клей. Такое разделение компонентов делает спички безопасными.

Красный фосфор используется как инициатор горения. При трении головки спички о «тёрку» за счет силы трения возникает локальный нагрев. Этой энергии достаточно, чтобы небольшое количество красного фосфора на «тёрке» перешло в свою более активную аллотропную модификацию — белый фосфор. Белый фосфор мгновенно самовоспламеняется на воздухе. Возникшее пламя поджигает горючие вещества в головке спички, а бертолетова соль при разложении выделяет кислород ($2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2$), который поддерживает и усиливает горение. Таким образом, красный фосфор обеспечивает контролируемое и безопасное зажигание спички только при целенаправленном контакте с «тёркой».

Можно ли красный фосфор заменить на белый?

Нет, заменять красный фосфор на белый в производстве современных спичек категорически нельзя. Ответ поясняется следующими причинами:

1. Крайне высокая опасность. Белый фосфор — вещество чрезвычайно нестабильное. Он самовоспламеняется на воздухе уже при температуре около 34°C, а также легко загорается от удара или трения. Спички, в состав которых входил бы белый фосфор (как в самых первых спичках XIX века), могли бы спонтанно загореться в коробке, в кармане от тепла тела или при падении. Красный фосфор, напротив, гораздо более стабилен и воспламеняется только при температуре около 260°C, что требует целенаправленного сильного трения.

2. Высокая токсичность. Белый фосфор является сильнейшим ядом. Вдыхание его паров или попадание на кожу вызывает тяжелые отравления и ожоги. В прошлом работа на спичечных фабриках, использовавших белый фосфор, приводила к страшному профессиональному заболеванию — фосфорному некрозу челюсти. В целях безопасности для здоровья потребителей и рабочих производство спичек с белым фосфором было запрещено международными конвенциями еще в начале XX века. Красный фосфор, в отличие от белого, практически нетоксичен и безопасен в обращении.

Ответ: Красный фосфор добавляют в состав «тёрки» спичечного коробка для безопасного инициирования горения при трении. Заменять его на белый фосфор нельзя, так как белый фосфор чрезвычайно опасен из-за способности к самовоспламенению и высокой токсичности, в то время как красный фосфор химически стабилен и практически не ядовит.