Uteliaat lapset: Kun pyyhkäisen tulitikkua, miten se tekee tulta?

Curious Kids on lapsille suunnattu sarja. Jos sinulla on kysymys, johon haluaisit asiantuntijan vastaavan, lähetä se osoitteeseen [email protected]. Saatat pitää myös ABC KIDS listenin ja The Conversationin yhteistuotannosta Imagine This -podcastista, joka perustuu Curious Kids -sarjaan.

Kun pyyhkäisen tulitikkua, miten siitä syntyy tuli? Kiitos. – Laura, 5-vuotias, Brisbane.

Olen iloinen, että kysyit tätä, Laura. Olen ollut kiinnostunut tulen ja ilotulitteiden tieteestä jo pitkään, ja voin kertoa, että siinä hyvin lyhyessä ajassa, joka kuluu tulitikun sytyttämiseen, tapahtuu paljon.

Mutta ensin haluan antaa tärkeän varoituksen: tulitikut ovat vaarallisia, eikä niitä pidä käyttää ilman valvontaa. Voit satuttaa itseäsi, ystäviäsi ja perhettäsi, tuhota kotisi tai vahingoittaa ympäristöä.

Palataan nyt takaisin tieteeseen.

Kitka

Voidaksemme oppia, miten tulitikku voi syttyä tuleen, meidän on ensin ymmärrettävä jotain, jota kutsutaan ”kitkaksi”. Kitka on sitä, kun hankaat kahta asiaa yhteen ja siitä syntyy lämpöä tai lämpöä. Oletko koskaan hieronut käsiäsi yhteen kylmänä aamuna lämmittääksesi niitä? Se on kitkaa.

(Lukeville aikuisille tiedoksi, että kitka muuttaa liike-energian lämpöenergiaksi.)

Kitka on tärkeää tulitikun sytyttämisen ensimmäisen osan kannalta. Hierot tulitikun päätä tulitikkurasian kyljessä olevaa punaista liuskaa vasten.

Tämä liuska rasiassa sisältää hiukan lasijauhetta, joka tekee siitä erityisen karhean. Karhean tulitikun pään raapiminen karheaa liuskaa vasten johtaa kitkaan. Se synnyttää juuri sen verran lämpöä, että sarja kemiallisia reaktioita käynnistyy.

Kemialliset reaktiot

Tiedät luultavasti kemiallisista reaktioista. Silloin yksi kemikaali on vuorovaikutuksessa toisen kemikaalin kanssa ja tapahtuu muutos. Ehkä olet lisännyt etikkaa bikarbonaattiin luodaksesi minitulivuoren. Se on kemiallinen reaktio. Lämpö voi auttaa joidenkin kemiallisten reaktioiden käynnistämisessä tai saada ne tapahtumaan nopeammin.

Tulitikun sytyttämiseen liittyy paljon kemiallisia reaktioita.

Yllättäen ensimmäinen kemiallinen reaktio ei tapahdu tulitikun sisällä, vaan tulitikkurasiassa!

Tätä kemikaalia kutsutaan ”punaiseksi fosforiksi”. Meidän silmissämme se näyttää vain punaiselta jauheelta. Mutta jos zoomattaisiin tarkkaan ja nähtäisiin, miten kaikki sen atomit ovat järjestäytyneet, se näyttäisi joukolta kolmioita ja muita muotoja, jotka ovat kiinnittyneet toisiinsa pitkäksi ketjuksi.

Kun hankaat tulitikkua rasiaan, syntyy kitkaa, mikä tarkoittaa, että syntyy lämpöä. Tämä lämpö saa aikaan sen, että pieni osa punaisen fosforin ketjusta hajoaa.

Kun näin tapahtuu, osa punaisesta fosforista muuttuu toiseksi kemikaaliksi nimeltä ”valkoinen fosfori”. Se reagoi välittömästi ilmassa olevan kaasun nimeltä happi kanssa. Tämä synnyttää paljon enemmän lämpöä.

Tarina siis tähän asti: kitka katkaisee punaisen fosforin ketjun, jolloin valkoinen fosfori reagoi hapen kanssa ja tulitikku alkaa kuumentua.

Mutta tarina ei lopu tähän.

Polttoaine + lämpö + happi = tuli

Tuliin tarvitaan kolme ainesosaa: polttoaine, lämpö ja happi.

Kiinnitys ja valkoinen fosfori ovat antaneet alkulämmön, ja nyt tulitikku tarvitsee polttoainetta ja happea jatkaakseen palamista.

Polttoaine tulee tulitikun päässä olevasta rikistä (se on toinen kemikaali) ja vahasta. Sitä tulee myös tulitikun sisällä olevasta puusta.

Hapen osalta tulitikulla on salainen varasto. Tulitikun päähän on varastoitu toinen kemikaali nimeltä ”kaliumkloraatti”. Kun se kuumenee, se vapauttaa paljon ylimääräistä happea ja lämpöä. Tämä saa tulitikun pään palamaan nopeasti ja voimakkaasti.

Kun kaikki yhdistetään – lämpö, polttoaine ja happi – saadaan liekki! Ja hämmästyttävää kyllä, kaikki tämä kemia tapahtuu sekunnin murto-osassa.

”Iske minne tahansa”-tulitikut

Kuvaamani tulitikut ovat turvatulitikkuja, jollaisia sinulla todennäköisesti on kotona.

Mutta ehkä olet nähnyt vanhan cowboy-elokuvan tai sarjakuvan, jossa hahmo on sytyttänyt tulitikun kengällään, seinällä tai jollain muulla tavalla, joka ei ole tulitikkurasia.

Nämä tulitikut tunnetaan nimellä ”iske minne tahansa”-tulitikut, ja ne toimivat hyvin samankaltaisesti kuin turvatikut.

Ero on siinä, että fosforikomponentti on tulitikun päässä eikä rasiassa.

Mikäli tämä on kätevää, se on myös paljon vaarallisempaa!

Muistakaa siis – kaikenlaiset tulitikut voivat olla hyvin, hyvin vaarallisia, joten älkää koskaan käyttäkö niitä ilman aikuisen valvontaa.

Hei, uteliaat lapset! Onko sinulla kysymys, johon haluaisit asiantuntijan vastaavan? Pyydä aikuista lähettämään kysymyksesi osoitteeseen [email protected]

Kerro nimesi, ikäsi ja missä kaupungissa asut. Emme pysty vastaamaan jokaiseen kysymykseen, mutta teemme parhaamme.