Introduzione
Esistono due metodi per ottenere il P rosso dalle scatole di fiammiferi. Il primo metodo dà una resa più sporca, mentre il secondo permette di ottenere un prodotto molto più puro.Introduzione
Vi siete mai chiesti come funzionano i fiammiferi di sicurezza? Non temete, oggi verrete istruiti. Il segreto del fiammifero sta nel clorato di potassio e nel fosforo rosso. Il clorato di potassio (KClO3), un agente ossidante molto forte, è l'ingrediente più importante della testa del fiammifero e spesso ne costituisce circa il 50% in peso. Il fosforo rosso, invece, un combustibile estremamente infiammabile, è l'ingrediente più importante dei percussori rossi delle scatole di fiammiferi, che spesso costituiscono circa il 50% in peso dei percussori.
Quando la testa del fiammifero viene fatta scorrere con forza lungo il percussore, la fiamma che ne risulta è causata dalla formazione di una piccolissima quantità di miscela esplosiva, comunemente nota come miscela di Armstrong. La formazione è dovuta alla rimozione di una piccola quantità di fosforo rosso dal percussore e alla sua miscelazione con il clorato di potassio. L'attrito produce un calore sufficiente a provocare l'accensione della miscela di Armstrong, molto sensibile al calore, dando origine a una piccola fiamma.
Come si può intuire, i fiammiferi hanno un certo potenziale per l'estrazione di alcune sostanze chimiche utili, ma devo distruggere le vostre aspettative. La quantità di ogni sostanza chimica è talmente esigua che è possibile esaminare più scatole di fiammiferi e ottenere a malapena qualche grammo di prodotto grezzo. Inoltre, non dovreste essere interessati al clorato di potassio perché è pericolosamente ossidante e rientra nell'elenco delle sostanze regolamentate del Regno Unito come precursore di esplosivi, richiedendo una licenza EPP per poterne disporre.
Il restante 50% che compone i percussori è costituito per lo più da vetro, per migliorare l'attrito quando si colpisce un fiammifero, e da adesivi, per fissare il percussore alla scatola. Useremo l'acetone per rimuovere gli adesivi, ma lasceremo il vetro perché non dovrebbe influire sulle reazioni in cui utilizziamo il fosforo rosso, anche se nel pesare le masse precise del fosforo rosso bisognerà tenere conto del vetro. In genere, il 25% della miscela di fosforo rosso è costituito da vetro.
Quando la testa del fiammifero viene fatta scorrere con forza lungo il percussore, la fiamma che ne risulta è causata dalla formazione di una piccolissima quantità di miscela esplosiva, comunemente nota come miscela di Armstrong. La formazione è dovuta alla rimozione di una piccola quantità di fosforo rosso dal percussore e alla sua miscelazione con il clorato di potassio. L'attrito produce un calore sufficiente a provocare l'accensione della miscela di Armstrong, molto sensibile al calore, dando origine a una piccola fiamma.
Come si può intuire, i fiammiferi hanno un certo potenziale per l'estrazione di alcune sostanze chimiche utili, ma devo distruggere le vostre aspettative. La quantità di ogni sostanza chimica è talmente esigua che è possibile esaminare più scatole di fiammiferi e ottenere a malapena qualche grammo di prodotto grezzo. Inoltre, non dovreste essere interessati al clorato di potassio perché è pericolosamente ossidante e rientra nell'elenco delle sostanze regolamentate del Regno Unito come precursore di esplosivi, richiedendo una licenza EPP per poterne disporre.
Il restante 50% che compone i percussori è costituito per lo più da vetro, per migliorare l'attrito quando si colpisce un fiammifero, e da adesivi, per fissare il percussore alla scatola. Useremo l'acetone per rimuovere gli adesivi, ma lasceremo il vetro perché non dovrebbe influire sulle reazioni in cui utilizziamo il fosforo rosso, anche se nel pesare le masse precise del fosforo rosso bisognerà tenere conto del vetro. In genere, il 25% della miscela di fosforo rosso è costituito da vetro.
Lapiastrella bianca presenta alcune delle attrezzature e dei prodotti chimici di cui ho pensato di avere bisogno quando ho iniziato l'esperimento.
Con un paio di forbici, ho tagliato le scatole di fiammiferi per ottenere solo il cartone che ha una superficie di riscontro. Ho grattato le piastre di riscontro con una spatola di metallo per vedere se la composizione rossa era abbastanza sciolta da poter essere rimossa senza solvente, ma è stato molto difficile. Ho inumidito un batuffolo di cotone con dell'acqua e l'ho passato sui blocchetti di riscontro nella speranza di ammorbidirli, anche se la spatola metallica non è riuscita a rimuovere efficacemente la composizione rossa.
Ho dovuto sostituire l'acqua con un altro solvente, come pensavo potesse accadere, e un altro batuffolo di cotone è stato inumidito con acetone nella speranza di rimuovere eventuali adesivi. Sembrava funzionare, ma il sottile strato di acetone applicato evaporava troppo rapidamente per essere utile. Ho deciso di aggiungere un piccolo volume di acetone a un becher di vetro da 100 mL e di immergervi mezzo blocchetto di riscontro a faccia in giù, finché il cartone non è risultato visibilmente impregnato. In questo modo ho scoperto che la composizione rossa del tampone si rimuoveva facilmente.
Ho quindi immerso tutti i tamponi in questo modo e poi li ho tenuti inclinati verso un contenitore di raccolta, nel mio caso un becher di vetro da 100 mL, e ho raschiato la composizione rossa nel contenitore di raccolta usando una spatola di metallo. Il metodo ha funzionato bene, anche se di tanto in tanto veniva raschiato via anche il cartone dalla superficie, contaminando la composizione rossa; questo evento era più frequente se si lasciavano asciugare i tamponi, quindi era relativamente importante lavorare velocemente. Inoltre, non ho usato un contenitore di raccolta abbastanza grande e mi sono ritrovata con una piccola perdita della composizione rossa, che non ha raggiunto il contenitore, quindi ho aggiornato e trasferito tutto in un becker da 250 ml.
Una volta trasferita tutta la composizione rossa nel becker da 250 ml, ho aggiunto un piccolo volume di acetone per coprire la composizione rossa e fornire un ulteriore lavaggio per rimuovere eventuali adesivi. Ho agitato la composizione rossa con la spatola metallica un paio di volte e poi ho fatto decantare l'acetone in eccesso. Ho ripetuto questo processo un paio di volte, quindi ho trasferito la composizione rossa umida su alcuni fogli di carta da stampa e l'ho lasciata asciugare.
Ho dovuto sostituire l'acqua con un altro solvente, come pensavo potesse accadere, e un altro batuffolo di cotone è stato inumidito con acetone nella speranza di rimuovere eventuali adesivi. Sembrava funzionare, ma il sottile strato di acetone applicato evaporava troppo rapidamente per essere utile. Ho deciso di aggiungere un piccolo volume di acetone a un becher di vetro da 100 mL e di immergervi mezzo blocchetto di riscontro a faccia in giù, finché il cartone non è risultato visibilmente impregnato. In questo modo ho scoperto che la composizione rossa del tampone si rimuoveva facilmente.
Ho quindi immerso tutti i tamponi in questo modo e poi li ho tenuti inclinati verso un contenitore di raccolta, nel mio caso un becher di vetro da 100 mL, e ho raschiato la composizione rossa nel contenitore di raccolta usando una spatola di metallo. Il metodo ha funzionato bene, anche se di tanto in tanto veniva raschiato via anche il cartone dalla superficie, contaminando la composizione rossa; questo evento era più frequente se si lasciavano asciugare i tamponi, quindi era relativamente importante lavorare velocemente. Inoltre, non ho usato un contenitore di raccolta abbastanza grande e mi sono ritrovata con una piccola perdita della composizione rossa, che non ha raggiunto il contenitore, quindi ho aggiornato e trasferito tutto in un becker da 250 ml.
Una volta trasferita tutta la composizione rossa nel becker da 250 ml, ho aggiunto un piccolo volume di acetone per coprire la composizione rossa e fornire un ulteriore lavaggio per rimuovere eventuali adesivi. Ho agitato la composizione rossa con la spatola metallica un paio di volte e poi ho fatto decantare l'acetone in eccesso. Ho ripetuto questo processo un paio di volte, quindi ho trasferito la composizione rossa umida su alcuni fogli di carta da stampa e l'ho lasciata asciugare.
Risultati
A mio parere, la composizione rossa secca dovrebbe essere abbastanza pura da poter essere chiamata fosforo rosso, anche se conterrà ancora varie impurità come il cartone raschiato dalla scatola dei fiammiferi. Il fosforo rosso è stato trasferito su un foglio di carta per essere pesato, ottenendo una resa di 0,506 g.
Questo valore corrisponde a un recupero di poco più di 0,1 g per scatola di fiammiferi, dato che ne abbiamo usate cinque, anche se sospetto che una delle due marche che ho usato avesse una quantità di fosforo rosso significativamente maggiore a causa delle piastre di riscontro più grandi. Lo vedo come un metodo affidabile per estrarre piccole quantità di fosforo rosso. Altre marche di scatole di fiammiferi, tuttavia, potrebbero reagire in modo diverso a questo metodo di estrazione con l'acetone e quindi potrebbe non essere praticabile.
A mio parere, la composizione rossa secca dovrebbe essere abbastanza pura da poter essere chiamata fosforo rosso, anche se conterrà ancora varie impurità come il cartone raschiato dalla scatola dei fiammiferi. Il fosforo rosso è stato trasferito su un foglio di carta per essere pesato, ottenendo una resa di 0,506 g.
Questo valore corrisponde a un recupero di poco più di 0,1 g per scatola di fiammiferi, dato che ne abbiamo usate cinque, anche se sospetto che una delle due marche che ho usato avesse una quantità di fosforo rosso significativamente maggiore a causa delle piastre di riscontro più grandi. Lo vedo come un metodo affidabile per estrarre piccole quantità di fosforo rosso. Altre marche di scatole di fiammiferi, tuttavia, potrebbero reagire in modo diverso a questo metodo di estrazione con l'acetone e quindi potrebbe non essere praticabile.
Secondo metodo
Introduzione
Ho fatto degli esperimenti con il fosforo rosso ottenuto dalle piastre di riscontro dei fiammiferi, prima da 10 scatole, poi sono arrivato a 50. All'inizio ho provato a raschiare questa miscela di fosforo con un bisturi, ma la resa era molto bassa. Ho trovato un modo molto semplice per ricavarne il fosforo con una buona resa!
Introduzione
Ho fatto degli esperimenti con il fosforo rosso ottenuto dalle piastre di riscontro dei fiammiferi, prima da 10 scatole, poi sono arrivato a 50. All'inizio ho provato a raschiare questa miscela di fosforo con un bisturi, ma la resa era molto bassa. Ho trovato un modo molto semplice per ricavarne il fosforo con una buona resa!
Ecco come fare. Abbiamo preso delle scatole di fiammiferi che possono essere utilizzate, ne abbiamo tagliato i cuscinetti di copertura con le forbici e li abbiamo messi in un barattolo d'acqua per tutta la notte. Al mattino le tiriamo fuori e, armati di coltello, rimuoviamo il fosforo da esse con un sottile strato di carta; viene semplicemente rimosso. Rimossa metà del tampone, rimuoviamo anche la seconda metà nello stesso modo. Tagliamo i pezzi di carta laterali con le forbici e asciughiamo.
Prendiamo una provetta e una tazza o un becher di vetro, si sporca e non si può lavare. Per il secondo esperimento, ho preso 50 scatole (cioè 100 dischetti, e poiché ogni dischetto è diviso in due parti, ci sono solo 200 pezzi). Abbiamo messo tutti i dischetti in una provetta e l'abbiamo premuta, abbiamo girato la provetta e l'abbiamo messa in un bicchiere d'acqua (con la gola in giù).
Usciamo all'esterno e iniziamo a riscaldare la provetta con un bruciatore. Il vapore di fosforo si condenserà all'interno della provetta, che è sott'acqua. A causa dell'aumento della temperatura, l'aria si espande e bolle fuori dalla provetta. A volte porta con sé un granello di fosforo che, una volta nell'aria, prende subito fuoco (lo si può vedere anche se c'è il sole): quindi l'esperimento non può essere fatto a casa (o meglio, può essere fatto sotto cappa).
Mettiamo il nostro bicchiere con una provetta (non tirate fuori la provetta!) in un bagno d'acqua. Quando l'acqua si scalda, iniziamo ad agitare la provetta: presto tutte le gocce grandi di fosforo scenderanno, ma quelle più piccole non si staccheranno (quindi potranno essere sciolte in benzina e utilizzate per gli esperimenti). Ora si può prendere una provetta.
Se prendete dieci scatole alla volta (o meglio, venti tamponi), allora un pezzo di fosforo sarà grande come mezzo pisello [non c'è resa quantitativa, scusate].
Se prendete cinquanta scatole, un pezzo di fosforo non sarà due piselli e mezzo (come pensavate), ma meno: il fatto è che il fosforo, che si trova in alto, rimane nei tamponi carbonizzati. Qui, a sinistra, un pezzo ottenuto da 10 scatole, e a destra da 50.
Se prendete cinquanta scatole, un pezzo di fosforo non sarà due piselli e mezzo (come pensavate), ma meno: il fatto è che il fosforo, che si trova in alto, rimane nei tamponi carbonizzati. Qui, a sinistra, un pezzo ottenuto da 10 scatole, e a destra da 50.
Ritengo che sia ottimale utilizzare un carico di circa 25 - 30 scatole (50 - 60 panetti). Per l'esperienza descritta, ho preso circa 10 - 15 scatole usate (dischetti) e 35 - 40 non usate. Con i panetti usati, la resa di fosforo sarà la metà.
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