Einführung
Es gibt zwei Methoden zur Gewinnung von rotem P aus Streichholzschachteln. Die erste Methode liefert eine schmutzigere Ausbeute, während die zweite Methode ein viel reineres Produkt liefert.Einführung
Haben Sie sich jemals gefragt, wie Sicherheitsstreichhölzer funktionieren? Nun, keine Angst, heute werden Sie aufgeklärt. Das Geheimnis des Streichholzes liegt in Kaliumchlorat und rotem Phosphor. Kaliumchlorat (KClO3), ein sehr starkes Oxidationsmittel, ist der wichtigste Bestandteil des Streichholzkopfes und macht oft etwa 50 % des Gewichts der Streichholzkopfmischung aus. Roter Phosphor hingegen, ein extrem brennbarer Brennstoff, ist der wichtigste Bestandteil der roten Zündhölzer, die ebenfalls oft etwa 50 % des Gewichts der Zündhölzer ausmachen.
Wenn der Streichholzkopf mit Kraft über die Zündhölzer geführt wird, entsteht die Flamme durch die Bildung einer sehr geringen Menge des explosiven Gemischs, das gemeinhin als Armstrong-Gemisch bezeichnet wird. Sie entsteht dadurch, dass eine kleine Menge roten Phosphors aus dem Zündhütchen entfernt wird und sich mit dem Kaliumchlorat vermischt. Durch die Reibung entsteht genug Hitze, um das sehr hitzeempfindliche Armstrong-Gemisch zu entzünden, was zu einer kleinen Flamme führt.
Wie Sie sehen, haben Streichhölzer ein gewisses Potenzial, einige nützliche Chemikalien zu extrahieren, aber ich muss Ihre Erwartungen enttäuschen. Die Menge jeder Chemikalie ist so gering, dass man mehrere Streichholzschachteln durchgehen kann und kaum ein paar Gramm des Rohprodukts erhält. Außerdem sollten Sie sich nicht für Kaliumchlorat interessieren, denn es ist gefährlich oxidierend und steht im Vereinigten Königreich auf der Liste der reglementierten Stoffe als Ausgangsstoff für Explosivstoffe, so dass Sie eine EPP-Lizenz benötigen, um die Chemikalie in Ihrem Besitz zu haben.
Die anderen 50 % der Zündhölzer bestehen größtenteils aus Glas, um die Reibung beim Anzünden eines Streichholzes zu verbessern, und aus Klebstoffen, um das Zündhölzchen an der Schachtel zu halten. Wir werden Aceton verwenden, um die Klebstoffe zu entfernen, aber wir werden das Glas belassen, da es keine Auswirkungen auf die Reaktionen haben sollte, in denen wir den roten Phosphor verwenden, obwohl beim Wiegen der genauen Masse des roten Phosphors das Glas berücksichtigt werden muss. Normalerweise bestehen 25 % der roten Phosphormischung aus Glas.
Wenn der Streichholzkopf mit Kraft über die Zündhölzer geführt wird, entsteht die Flamme durch die Bildung einer sehr geringen Menge des explosiven Gemischs, das gemeinhin als Armstrong-Gemisch bezeichnet wird. Sie entsteht dadurch, dass eine kleine Menge roten Phosphors aus dem Zündhütchen entfernt wird und sich mit dem Kaliumchlorat vermischt. Durch die Reibung entsteht genug Hitze, um das sehr hitzeempfindliche Armstrong-Gemisch zu entzünden, was zu einer kleinen Flamme führt.
Wie Sie sehen, haben Streichhölzer ein gewisses Potenzial, einige nützliche Chemikalien zu extrahieren, aber ich muss Ihre Erwartungen enttäuschen. Die Menge jeder Chemikalie ist so gering, dass man mehrere Streichholzschachteln durchgehen kann und kaum ein paar Gramm des Rohprodukts erhält. Außerdem sollten Sie sich nicht für Kaliumchlorat interessieren, denn es ist gefährlich oxidierend und steht im Vereinigten Königreich auf der Liste der reglementierten Stoffe als Ausgangsstoff für Explosivstoffe, so dass Sie eine EPP-Lizenz benötigen, um die Chemikalie in Ihrem Besitz zu haben.
Die anderen 50 % der Zündhölzer bestehen größtenteils aus Glas, um die Reibung beim Anzünden eines Streichholzes zu verbessern, und aus Klebstoffen, um das Zündhölzchen an der Schachtel zu halten. Wir werden Aceton verwenden, um die Klebstoffe zu entfernen, aber wir werden das Glas belassen, da es keine Auswirkungen auf die Reaktionen haben sollte, in denen wir den roten Phosphor verwenden, obwohl beim Wiegen der genauen Masse des roten Phosphors das Glas berücksichtigt werden muss. Normalerweise bestehen 25 % der roten Phosphormischung aus Glas.
Auf der weißen Kachel sind einige der Geräte und Chemikalien abgebildet, von denen ich dachte, dass ich sie zu Beginn des Experiments benötigen würde.
Mit einer Schere schnitt ich die Streichholzschachteln so zurecht, dass ich nur die Pappe mit der Oberfläche der Schlagflächen erhielt. Ich kratzte die Schlagflächen mit einem Metallspatel an, um zu sehen, ob die rote Zusammensetzung locker genug war, um sie ohne ein Lösungsmittel zu entfernen, aber das war sehr schwierig. Ich befeuchtete einen Wattebausch mit Wasser und wischte damit über die Schlagflächen, in der Hoffnung, sie aufzuweichen, aber auch mit dem Metallspatel war es nicht möglich, die rote Masse auf diese Weise effektiv abzukratzen.
Ich musste das Wasser gegen ein anderes Lösungsmittel austauschen, wie ich es mir vorgestellt hatte, und einen weiteren Wattebausch mit Aceton befeuchten, in der Hoffnung, etwaige Kleber zu entfernen. Das schien zu funktionieren, aber die aufgetragene dünne Acetonschicht verdunstete zu schnell, um nützlich zu sein. Ich beschloss, eine kleine Menge Aceton in ein 100-ml-Glasgefäß zu geben und ein halbes Schlagbrett mit der Vorderseite nach unten in das Aceton zu tauchen, bis der Karton sichtbar durchtränkt war. Ich fand, dass sich die rote Zusammensetzung des Schlagbretts auf diese Weise leicht entfernen ließ.
Ich tränkte dann alle Schlagbretter auf diese Weise und hielt sie dann schräg in ein Auffanggefäß, in meinem Fall ein 100-mL-Glasbecherglas, und schabte die rote Zusammensetzung mit einem Metallspatel in das Auffanggefäß. Die Methode funktionierte gut, obwohl gelegentlich auch Pappe von der Oberfläche abgekratzt wurde, wodurch die rote Masse verunreinigt wurde; dies kam häufiger vor, wenn man die Stürmerpads trocknen ließ, so dass schnelles Arbeiten relativ wichtig war. Außerdem habe ich keinen ausreichend großen Auffangbehälter verwendet, so dass ich einen kleinen Teil der roten Zusammensetzung verlor, da sie den Behälter verfehlte, so dass ich nachrüstete und alles in ein 250-ml-Becherglas umfüllte.
Sobald die gesamte rote Zusammensetzung in das 250-ml-Becherglas umgefüllt war, fügte ich eine kleine Menge Aceton hinzu, um die rote Zusammensetzung zu bedecken und eine weitere Wäsche vorzunehmen, um alle Klebstoffe zu entfernen. Ich rührte die rote Zusammensetzung ein paar Mal mit dem Metallspatel um, und dann wurde das überschüssige Aceton abgegossen. Diesen Vorgang wiederholte ich einige Male, dann übertrug ich die feuchte rote Masse auf ein paar Blätter Druckpapier und ließ sie trocknen.
Ich musste das Wasser gegen ein anderes Lösungsmittel austauschen, wie ich es mir vorgestellt hatte, und einen weiteren Wattebausch mit Aceton befeuchten, in der Hoffnung, etwaige Kleber zu entfernen. Das schien zu funktionieren, aber die aufgetragene dünne Acetonschicht verdunstete zu schnell, um nützlich zu sein. Ich beschloss, eine kleine Menge Aceton in ein 100-ml-Glasgefäß zu geben und ein halbes Schlagbrett mit der Vorderseite nach unten in das Aceton zu tauchen, bis der Karton sichtbar durchtränkt war. Ich fand, dass sich die rote Zusammensetzung des Schlagbretts auf diese Weise leicht entfernen ließ.
Ich tränkte dann alle Schlagbretter auf diese Weise und hielt sie dann schräg in ein Auffanggefäß, in meinem Fall ein 100-mL-Glasbecherglas, und schabte die rote Zusammensetzung mit einem Metallspatel in das Auffanggefäß. Die Methode funktionierte gut, obwohl gelegentlich auch Pappe von der Oberfläche abgekratzt wurde, wodurch die rote Masse verunreinigt wurde; dies kam häufiger vor, wenn man die Stürmerpads trocknen ließ, so dass schnelles Arbeiten relativ wichtig war. Außerdem habe ich keinen ausreichend großen Auffangbehälter verwendet, so dass ich einen kleinen Teil der roten Zusammensetzung verlor, da sie den Behälter verfehlte, so dass ich nachrüstete und alles in ein 250-ml-Becherglas umfüllte.
Sobald die gesamte rote Zusammensetzung in das 250-ml-Becherglas umgefüllt war, fügte ich eine kleine Menge Aceton hinzu, um die rote Zusammensetzung zu bedecken und eine weitere Wäsche vorzunehmen, um alle Klebstoffe zu entfernen. Ich rührte die rote Zusammensetzung ein paar Mal mit dem Metallspatel um, und dann wurde das überschüssige Aceton abgegossen. Diesen Vorgang wiederholte ich einige Male, dann übertrug ich die feuchte rote Masse auf ein paar Blätter Druckpapier und ließ sie trocknen.
Ergebnisse
Die trockene rote Zusammensetzung sollte meiner Meinung nach nun rein genug sein, um als roter Phosphor bezeichnet werden zu können, auch wenn sie noch verschiedene Verunreinigungen wie z. B. von der Streichholzschachtel abgeschabte Pappe enthält. Der rote Phosphor wurde zum Wiegen auf ein Stück Papier übertragen, was eine Ausbeute von respektablen 0,506 g ergab.
Dies entspricht einer durchschnittlichen Ausbeute von etwas mehr als 0,1 g pro Streichholzschachtel, da wir fünf Streichholzschachteln verwendet hatten, obwohl ich vermute, dass eine der beiden Marken, die ich verwendet habe, aufgrund größerer Zündhölzer deutlich mehr roten Phosphor enthielt. Ich kann mir vorstellen, dass dies eine zuverlässige Methode ist, um kleine Mengen an rotem Phosphor zu extrahieren. Andere Marken von Streichholzschachteln reagieren jedoch möglicherweise anders auf diese Extraktionsmethode mit Aceton, so dass sie möglicherweise nicht praktikabel ist, da einige Leute stattdessen Wasser zum Lösen der Schlagflächen empfehlen.
Die trockene rote Zusammensetzung sollte meiner Meinung nach nun rein genug sein, um als roter Phosphor bezeichnet werden zu können, auch wenn sie noch verschiedene Verunreinigungen wie z. B. von der Streichholzschachtel abgeschabte Pappe enthält. Der rote Phosphor wurde zum Wiegen auf ein Stück Papier übertragen, was eine Ausbeute von respektablen 0,506 g ergab.
Dies entspricht einer durchschnittlichen Ausbeute von etwas mehr als 0,1 g pro Streichholzschachtel, da wir fünf Streichholzschachteln verwendet hatten, obwohl ich vermute, dass eine der beiden Marken, die ich verwendet habe, aufgrund größerer Zündhölzer deutlich mehr roten Phosphor enthielt. Ich kann mir vorstellen, dass dies eine zuverlässige Methode ist, um kleine Mengen an rotem Phosphor zu extrahieren. Andere Marken von Streichholzschachteln reagieren jedoch möglicherweise anders auf diese Extraktionsmethode mit Aceton, so dass sie möglicherweise nicht praktikabel ist, da einige Leute stattdessen Wasser zum Lösen der Schlagflächen empfehlen.
Zweite Methode
Einführung
Ich habe Experimente zur Gewinnung von rotem Phosphor aus Streichholzschachteln durchgeführt, zunächst aus 10 Schachteln, dann aus 50. Zunächst versuchte ich, diese Phosphormischung mit einem Skalpell abzukratzen, aber die Ausbeute war sehr gering. Ich habe eine sehr einfache Methode gefunden, um Phosphor mit einer guten Ausbeute aus ihnen zu gewinnen!
Einführung
Ich habe Experimente zur Gewinnung von rotem Phosphor aus Streichholzschachteln durchgeführt, zunächst aus 10 Schachteln, dann aus 50. Zunächst versuchte ich, diese Phosphormischung mit einem Skalpell abzukratzen, aber die Ausbeute war sehr gering. Ich habe eine sehr einfache Methode gefunden, um Phosphor mit einer guten Ausbeute aus ihnen zu gewinnen!
Hier ist der Weg. Wir nahmen Streichholzschachteln, die man verwenden kann, und schnitten mit einer Schere die Stürmerpads ab und legten sie über Nacht in ein Glas mit Wasser. Am Morgen nehmen wir sie heraus und entfernen mit einem Messer den Phosphor mit einer dünnen Papierschicht; er wird einfach entfernt. Die Hälfte des Stürmerblocks ist entfernt, die zweite Hälfte entfernen wir auf die gleiche Weise. Die seitlichen Papierstücke schneiden wir mit einer Schere ab und trocknen sie.
Wir nehmen ein Reagenzglas und einen Glasbecher oder ein Becherglas, das wird schmutzig, und man kann es nicht abwaschen. Für das zweite Experiment habe ich 50 Schachteln genommen (d. h. 100 Stürmerpads, und da jedes Stürmerpad in zwei Teile geteilt ist, sind es nur 200 Stück). Wir legen alle Schlagpolster in ein Reagenzglas und drücken es zusammen, drehen das Reagenzglas um und stellen es in ein Glas Wasser (mit der Kehle nach unten).
Wir gehen nach draußen und beginnen, das Reagenzglas mit einem Brenner zu erhitzen. Der Phosphordampf kondensiert an der Innenseite des Reagenzglases, das unter Wasser steht. Durch den Temperaturanstieg dehnt sich die Luft aus und blubbert aus dem Reagenzglas. Manchmal nimmt sie ein Phosphorkorn mit, das, sobald es in der Luft ist, sofort Feuer fängt (das kann man sogar sehen, wenn die Sonne scheint): Daher kann das Experiment nicht zu Hause durchgeführt werden (oder besser gesagt, es kann unter der Haube gemacht werden).
Wir stellen unser Glas mit einem Reagenzglas (das Reagenzglas nicht herausziehen!) in ein Wasserbad. Wenn sich das Wasser erwärmt, fangen wir an, das Reagenzglas zu schütteln, bald fließen alle großen Phosphortropfen herunter, aber die kleineren gehen nicht ab (dann können sie in Benzin aufgelöst und für Experimente verwendet werden). Jetzt kannst du ein Reagenzglas holen.
Wenn du zehn Schachteln auf einmal nimmst (oder besser gesagt, zwanzig Schlagbretter), dann ist ein Stück Phosphor so groß wie eine halbe kleine Erbse [es gibt keine quantitative Ausbeute, tut mir leid].
Wenn du fünfzig Schachteln nimmst, dann ist ein Stück Phosphor nicht zweieinhalb kleine Erbsen (wie du dachtest), sondern weniger: Das liegt daran, dass der Phosphor, der ganz oben ist, in den verkohlten Schlagbrettern bleibt. Hier, auf der linken Seite, ein Stück aus 10 Kisten, und auf der rechten Seite aus 50.
Wenn du fünfzig Schachteln nimmst, dann ist ein Stück Phosphor nicht zweieinhalb kleine Erbsen (wie du dachtest), sondern weniger: Das liegt daran, dass der Phosphor, der ganz oben ist, in den verkohlten Schlagbrettern bleibt. Hier, auf der linken Seite, ein Stück aus 10 Kisten, und auf der rechten Seite aus 50.
Ich denke, dass es optimal ist, eine Ladung von etwa 25 - 30 Schachteln (50 - 60 Schlagleisten) zu verwenden. Für die beschriebene Erfahrung habe ich etwa 10 - 15 gebrauchte Schachteln (Schlagleisten) und 35 - 40 unbenutzte Schachteln genommen. Bei gebrauchten Pads ist die Phosphorausbeute nur halb so hoch.
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