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远古时代,人们取火只能来自自然火。这种自然火一直利用了几十万年。今天寺庙里日夜点燃的长明灯,可能就是保留自然火的一种遗迹。
大约到公元前5万年,人们在劳动过程中发现摩擦产生热,能使干枯的木材等易燃物着火,于是出现钻木取火。(图9-1、图9-2)
人们在劳动中还发现打击石器时火星溅出,于是出现燧石取火(图9-3)。隧石是一种含硅的氧化物的石英石。
铜器出现后出现了阳隧取火。阳陵是一种铜镜,它能将日光反射聚成焦点。焦点温度很高,能使可燃物着火。
到17-18世纪,欧洲兴起科学实验,产生了近代化学,化学家们发现了一些化学物质,利用它们的化学反应取火,才使现代火柴逐渐出现。
1669年,德国汉堡城一位叫布兰德·亨尼格的人,在蒸发人尿时发现了白磷。他究竟是什么样的人?有的说,他是一个商人;有的说,他是一个江湖医生;有的说,他是一个炼金术士。可能他是一身三任。
他是怎样发现磷的呢?一般只是说,他利用曲颈甑蒸发人尿,在接受器中发现一种特殊的白色固体,像是蜡,带有大蒜的气味,在黑暗中不断发光,称它为kaltefener(德文,可译成"冷火")。
布兰德的发现引起当时德国几位学者的注意。正是他们把布兰德的发现记录下来,传播出去,留在科学文献中。
白磷是白色半透明的晶体,在空气中缓慢氧化,产生的能量以光的形式放出,因此在暗处发光。它在温度达到40℃时就着火,是一种很易取火的化学物质。
可是,白磷在被发现后并没有用于取火,因为要有大量的人尿才能取得很少量的白磷。只有获得制取它的其他原料和方法后,才能获得较大量的白磷而用于取火。
原来人尿中含有磷酸钙,是含磷蛋白质和其他含磷食物的代谢产物。磷酸钙遇到尿中的有机化合物在强热炭化后形成的碳,可能按下式进行化学反应而生成磷:
如果有砂子存在,会按下式进行反应而生成磷:
至今这仍是工业上制取磷的方法,不过今天所用的原料是磷酸钙矿物,并在电炉中加热。
1771年,瑞典化学家舍勒指出,人和动物的骨骼中含有磷酸钙,并在1775年加热骨灰和硫酸而制得磷。
于是在18世纪末出现了利用白磷取火,它以磷烛、磷瓶等的形式出现。
所谓磷烛,是在细小的玻璃管中放置一小截蜡烛,烛底放置一小块白磷,将玻璃管密封后放在温热水中,使白磷熔化粘附在蜡烛上,使用时将玻璃管打碎,磷与空气中的氧气接触着火而点燃蜡烛。这是1781年首先在法国出现的磷烛。
所谓磷瓶,是将白磷放在一小玻璃瓶中,点燃后迅速熄灭,使瓶内壁附有一层部分氧化的磷。另用小木条一端粘附熔融的硫磺,冷却后放置在金属盒中。使用时将粘有硫磺的小木条放进小玻璃瓶中沾取氧化的磷,然后放置在瓶塞上摩擦着火。这是1786年首先在意大利出现,随后很快传到巴黎、伦敦各地。这可以认为是最早出现的火柴了。
到19世纪初,还出现利用另一些化学物质的化学反应取火。例如,1805年法国一位17岁学习化学的青少年尚塞尔创制一种"瞬息点火盒"。这是一个小的金属盒,内装一小瓶紧塞着塞子的硫酸和一些小木条,木条的一端涂有氯酸钾、硫磺和树胶的混合物。使用时将木条涂有药剂的一端浸取硫酸,取出后即着火。这是由于氯酸钾与硫酸进行化学反应,产生热量,使易燃物硫磺着火燃烧,化学反应方程式为:
这种取火装置在欧洲和美国流行了将近40年。尚塞尔后来成为一位化学家。
1807年,在欧洲还出现一种"电气灯"。这是利用起电盘产生的火花点燃从气体发生瓶中放出的氢气。这种取火装置再带一个起电盘显然是笨重的。到1823年,德国化学家德贝赖纳改装了它,被称为德贝赖纳灯。这是在氢气的出口处安放一块铂石棉,它起催化作用,促使氢气和空气中的氧气化合而点燃,不再需要一个起电盘了。
这种灯也曾流行一时,成为时髦的事物。但是铂石棉很快会"中毒",失去催化作用,需要不断更换,给使用带来不便。 |