FIRKA - Fizika, InfoRmatika, Kémia Alapok - Az Erdélyi Magyar Műszaki Tudományos Társaság kiadványa, 1991. 2. szám, 71-73. oldal
Szerzők: Lőwy Dániel, Hints Miklós
A diák kétféleképpen viszonyulhat a tanára által sikertelenül bemutatott előadási kísérlethez.
Többnyire alig várja a szünetet, hogy jót derüljön rajta, vagy éppenséggel minősítse is tanárát, mondjuk az ismertebb és kevésbé ismert állatfajok neveinek sorjázásával. A második változat - és sajnos ez a ritkábbik eset -, eltöpreng a kudarc okain, felülvizsgálja a kísérletet, esetleg megoldást is javasol annak jobbá tételére.
Nos, sikertelen bemutató kísérletek mindig is előfordultak, még a bécsi műszaki főiskolán sem mentek ritkaságszámba. Erre vonatkozó adatunk maradt fenn a XIX. század első feléből, amikor a tizenkilenc éves Irinyi János, aki Nagyváradról utazott fel Bécsbe továbbtanulni, szomorúan szemlélte, hogy kedvenc tanára, Meissner Pál, figyelmes hallgatóságának tett ígérete ellenére sem tudta lángra lobbantani a barna ólom-dioxiddal elegyített ként, bármennyire is dörzsölte azt az üvegmozsárban.
Visszaemlékezéseiben Irinyi feljegyzi, hogy "(a kén gyúlása) nem történvén, nekem hamar az jutott eszembe, hogyha kén helyett foszfort vett volna, az már régen égne". Az előadás után nyomban hozzálátott ötlete megvalósításához. Hadd idézzük őt magát: "Egy kis vegytani számítás után nem kellett semmi sokszoros kísérlet. A vilanyt (foszfort) forró vízben megolvasztván rázás által szemcsésítettem (granuláltam)". Lehűlés után "a megmért barna porral (az ólom-dioxiddal), és hogy a fára ragadjon, arab mézgával (gumiarábikummal) összekavartam" /1/. A leírt módon elkészített tíz szál gyújtót másnap bemutatta Meissner professzornak. Egyik jelen levő hallgatótársa mindjárt javasolta, hogy találmányára kérjen császári privilégiumot (vagyis szabadalmaztassa eljárását). Valószínűleg a magyar büszkeség akadályozta meg ebben; találmányát inkább a kassai származású magyar gyógyszerésznek, Rómer Istvánnak adta el. Rómer, 1836-ban, Bécsben kezdte gyártani az ún. zajtalan gyufát, három évvel később pedig Irinyi is gyufagyárat alapított Pesten.
"Gyufásdoboznyi" a gyufa történetéről
Irinyi tévesen vonult be a köztudatba a gyufa feltalálójaként, kétségtelen azonban, hogy jelentősen előrevitte a gyufagyártásra vonatkozó addigi ismereteket. Vizsgáljuk meg tehát, mi az, amit már előzőleg is tudtak, és miben állt Irinyi javaslatának újszerűsége!
Szigorúan véve a gyufának nincs is feltalálója, de számos tudós nevét jegyzik, aki a tűzgyújtószerszámok ügyét előmozdította.
1680-ban, az ír származású gróf, Robert Boyle, a tudományos kémia egyik megalapítója, fehérfoszfort alkalmazott kénfejjel ellátott faforgács meggyújtására /2/.
Olaszországban 1779-ben, Peil javasolta a "torinói gyertyák" bevezetését, egy évvel később pedig Franciaországban is elterjedt az ún. foszforos gyertya. Mindkettő lényegében Boyle gyújtójának elvét elevenítette fel azáltal, hogy a foszfort papírcsík vagy viaszos bél egyik végére vitték, és üvegcsőbe forrasztották. Felhasználáskor az üvegcsövecskét ugyanúgy nyitották fel, mint napjaink injekciós ampulláit. A foszfor a levegővel érintkezve öngyulladás révén a papírt is meggyújtotta: kényelmesen lehetett (mondjuk "a konyhába befordulva") rágyújtani a pipára. Rendkívül kellemetlen volt viszont, ha az üvegcsövecske a zsebben roppant össze.../3/.
Ilyen vonatkozásban a negyedszáz évvel később elterjedt mártógyufa sem volt biztonságosabb. Ennek alapját a francia Claude Louis Berthollet által 1786-ban felfedezett kálium-klorát képezte. A mártógyufa ötletét Scheele megfigyelése adta, miszerint a cukor és kálium-klorát keveréke kénsav hatására lángra lobban.
1805 és 1810 között Chancel fapálcikákra gumiarábikummal kálium-klorát, kén és likopódium (éghető szerves anyag) keverékét ragasztotta, ami kénsavba mártva, a felszabaduló klór-dioxid hatására, kigyulladt. Mivel a reakció igen hevesen játszódott le, a kénsav gyakran szétfröcskölt, és a ruhán, a szőnyegen vagy terítőn jókora lyukat mart. Ezért a kísérletezők rövidesen visszatértek a foszforos gyújtókhoz.
Tillmetz, müncheni gyógyszerész, jelentkezett először dörzsgyufával 1815-ben; gyufaszálainak végére a már hagyományos gumiarábikummal kálium-klorát, kén és durranóhigany (később indító robbanószernek használt higany (II)-fulminát) keverékét vitte fel. Az ilyen gyufa dörzsölés hatására robbanásszerűen gyulladt, ami tüzet és égési sebeket okozhatott.
Angliában is többen próbálkoztak a gyufa tökéletesítésével; a londoni G. Cooper 1825-ben kén és foszfor keverékét használta, míg két évvel később, John Walker gyógyszerész, Congrave tüzértábornok ötlete nyomán, foszfor, keményítő és antimon-szulfid (Sb2S3) segítségével nyert gyújtókeveréket.
A felsorolt dörzsgyufákhoz dörzsfelületet is mellékeltek, habár erre nem nagy szükség volt, mert bármely érdesebb felületen (pl. a vadnyugati filmekben a cowboy csizmatalpán is) lángra lobbantak.
1836-ban Irinyi János a biztonsági gyufa előfutárát teremtette meg azáltal, hogy a foszfort nem kálium-kloráttal, hanem ólom-dioxiddal keverte, így a meggyulladás sokkal "simábban" és zajtalanul történt. A feltaláló szerepét, aki nemcsak a magyar kémiai ipart, hanem az agrokémiát, a kémiai kutatást, a tudományos ismeretterjesztést és a "nevezéktan" - azaz a vegyi szaknyelv kialakításának - ügyét is szolgálta, a legtalálóbban maga Kossuth Lajos méltatta 1842-ben: "(a gyufagyártás iparága) a maga mostani tökélyét Irinyi Úrnak köszönheti, mely elismerésnek és a műtan (technológiai) s vegykém (kémiai) képzettsége méltánylásának jeléül (az Ipartestület) őt dicsérő oklevélben tünteti ki" /4/.
A továbblépés lehetőségét egy kilenc évvel későbbi felfedezés teremtette meg: a bécsi Anton Schroetter a fehérfoszfort levegőtől elzárt térben hevítve, kevésbé gyúlékony és nem mérgező vörösfoszforrá alakította.
Ezt az új anyagot használta fel 1844 és 1848 között Rudolph Christian Roettger Frankfurtban és G. E. Pasch Svédországban a jelenleg is alkalmazott gyufa összetételének kidolgozására. Munkájuk eredményeként, az európai forradalmak esztendeje a gyufagyártást is forradalmasította: 1848-ban J. E. Lundström gyártani kezdte a biztonsági gyufát, amit napjainkban is gyakran svéd gyufának nevezünk. Azért volt biztonságos, mert a vörösfoszfort nem a gyufafejre, hanem a doboz dörzsfelületére vitték fel, amely foszforon kívül csupán üvegport tartalmazott. Az éghető anyagok: a gyufapálcika és a fejben levő oxidáló anyagoknak (kálium-klorát vagy kálium-dikromát és antimón-szulfid vagy ólom-peroxidnak) a dörzsfelület foszforjával való reakciója által lobbant lángra. Vagyis a gyufa kizárólag akkor gyulladt meg, ha a pálcika fejét a doboz oldalához dörzsölték.
Napjaink biztonsági gyufája
Napjainkban már bosszankodunk, ha netalán egy gyufaszál nem lobbanna lángra. Ha azonban a gyufa gyártási technológiáját számba vesszük, rájövünk, eléggé bonyolult ahhoz, hogy valamelyik szakaszába hiba csúszhasson be, ami a termék "működését" megakadályozhatja.
A gépi úton négyszög keresztmetszetű rudacskákká aprított fát (általában nyárfát) először nátrium-foszfát, ammónium-foszfát vagy vízüveg oldatával itatják át (impregnálják), majd megszárítják. Ezzel meggátolják az utánizzást. Ezt követően a gyufaszálak végét paraffinolvadékba mártják, ami a későbbiekben megkönnyíti a fa meggyulladását. A gyufafej gyújtóelegye oxigénleadó anyagot (KClO3, MnO2, Pb3O4, K2Cr2O7 stb.) és lángképző anyagot (kén vagy Sb2S3), továbbá színezéket, üvegport és kötőanyagot (dextrin vagy enyv) tartalmaz. A gyufadoboz dörzsfelületének legfontosabb alkotója a vörösfoszfor, ami megindítja a kálium-klorát-tartalmú gyufafej égését; tartalmaz ugyanakkor üvegport is, a dörzsölési hő növelésére és valamilyen kötőanyagot. A fellobbanás pillanatában az égő mag rendkívüli módon felhevül; a kloráttartalom függvényében a 2000°C-ot is elérheti.
Különleges felhasználásra gyártanak még bármely dörzsfelületen meggyulladó, ún. mindenütt-gyulladó gyufákat (ezek fejében KClO3, tetrafoszfor-diszulfid, vas-oxid, cink-oxid és enyv található). A vihargyufák bárium-nitrátot tartalmaznak, és nagyobb a vas-oxid- illetve a kén-tartalmuk. A bengáli-gyufákban lángszínező adalékok találhatók, pl. Na-, Sr-, Ba- vagy Cu-sók, amelyek a gyufa fellobbanó lángjának látványos színt kölcsönöznek, sorrendben: vakítóan sárga, karminvörös, sárgászöld, illetve zöld színű lánggal égnek.
Az elmondottakból kitűnik, hogy napjaink gyufái többé nem Irinyi elgondolásai szerint készülnek; ennek ellenére, minden egyes gyufaszál lángra lobbanása rá is emlékeztet, aki a gyufagyártás technológiáját jelentősen megjavította. Mert Irinyi egész élete valóságos lángolás volt: feladatának tekintette, hogy "célszerű és közhasznú" dolgok előállításával "polgártársai és az egész emberiség javán működjék". Hitte és vallotta, hogy "egyedül az igazság győzhet, s azt a kutatás útján lehet megtalálni".
1. Szőkefalvi-Nagy Zoltán és Táplányi Endre: Irinyi János
2. O. A. Neumüller: Römp vegyészeti lexikon, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1982, 2. kötet, 358-9; 478.1.
3. Balázs Lóránt: A kémia története, 2. kiadás, Gondolat Könyvkiadó, Budapest, 1974, 366-8.1
4. Kossuth Lajos: Jelentés az első magyar iparműkiállításról, Pest, 1842, 40.1