The matchbox we use at home has a rough surface of brown on both sides of the box. The fire ignited when the match stick was rubbed. There are actually several chemical reactions that are organized here.
There are basically three elements needed to start a fire - heat, oxygen and fuel.
The brown coating on either side of the matchbox is essentially red phosphorus. It is one of the two main allotropes of phosphorus. Mention of another is coming soon. This is the main reason why this color can be seen on the surface. This red phosphorus is coated with a mixture of fine glass powder to increase friction.
Some heat is generated when a stick is rubbed on that surface. In this heat the structure of red phosphorus is broken down and another form of phosphorus is converted into white phosphorus. White phosphorus is a very active element. As it reacts with the oxygen in the air as it is generated, it generates more heat and fire starts.
The head of the matchstick contains several compounds. One is potassium chlorate (KClO3). The heat generated by the reaction of oxygen with white phosphorus breaks it down and produces a lot of oxygen which provides oxygen to ignite the fire.
KClO3⟶KCl + O2
But this fire is fleeting. It cannot immediately catch fire on a piece of wood. Needs some time. A second compound is used to hold this fire for a while - Antimony Tri Sulfide (Sb2S3)
It burns in oxygen to form sulfur dioxide. This compound is responsible for the golden color of the match.
Some time is found in this combustion. At that time the stick caught fire. But this is not the end. The stick is coated with wax so that the fire can burn in a controlled manner.
Once the wood is burnt, it is soaked in ammonium phosphate ((NH4) 3PO4) during preparation so that it does not burn as long as coal, which suppresses the residual heat of combustion.
The compounds are painted in different colors to enhance the beauty and for easy detection, and lastly the compounds are glued to the top of the stick.
বাসা বাড়িতে আমরা যে দিয়াশলাই ব্যবহার করি, তার বক্সের দুপাশে বাদামী রং এর অমসৃণ পৃষ্ঠ দেখতে পাওয়া যায়। এতে দিয়াশলাই এর কাঠি ঘষলে আগুন জ্বলে উঠে। এখানে আসলে বেশ কয়েকটি রাসায়নিক বিক্রিয়া সংগঠিত হয়ে থাকে।
আগুন ধরানোর জন্য মূলত তিনটি উপাদানের দরকার হয় - তাপ, অক্সিজেন এবং জ্বালানী।
দিয়াশলাই বক্সের দুই পাশে যে বাদামী রং এর প্রলেপ দেখা যায় তা মূলত লোহিত ফসফরাসের। এটি ফসফরাসের প্রধান দুটি রূপভেদ (allotrope) এর একটি। আরেকটির উল্লেখ কিছুক্ষণ পরেই আসছে। মূলত এর কারণেই ঐ পৃষ্ঠে এই রং দেখা যায়। এই লোহিত ফসফরাসের সাথে ঘর্ষণ বৃদ্ধির জন্য সূক্ষ্ম কাঁচের গুড়া মিশ্রিত করে প্রলেপ দেওয়া হয়ে থাকে।
যখন একটি কাঠিকে ঐ পৃষ্ঠে ঘষা হয় তখন কিছু তাপ উৎপন্ন হয়। এই তাপে লোহিত ফসফরাসের গঠন ভেঙ্গে গিয়ে ফসফরাসের অপর রূপভেদ শ্বেত ফসফরাসে রূপান্তরিত হয়।শ্বেত ফসফরাস খুবই সক্রিয় একটি মৌল। উৎপন্ন হবার সাথে সাথে বাতাসের অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে সে আরও তাপ উৎপন্ন করে এবং আগুনের সূত্রপাত হয়।
দিয়াশলাই কাঠির মাথায় বেশ কিছু যৌগ থাকে। একটি হলো পটাশিয়াম ক্লোরেট ( KClO3 )। শ্বেত ফসফরাসের সাথে অক্সিজেনের বিক্রিয়ায় উৎপন্ন তাপে এটি ভেঙ্গে গিয়ে প্রচুর অক্সিজেন তৈরী করে যা আগুন জ্বালানোর অক্সিজেন সরবরাহ করে।
KClO3⟶KCl+O2
কিন্তু এই আগুনটি ক্ষণস্থায়ী। এটি সাথে সাথে কাঠির কাঠে আগুন ধরাতে পারে না। কিছু সময়ের প্রয়োজন। এই আগুনটিকে তাই কিছু সময়ের জন্য ধরে রাখার জন্য দ্বিতীয় আরেকটি যৌগ ব্যবহার করা হয় - অ্যান্টিমনি ট্রাই সালফাইড ( Sb2S3 )
এটি অক্সিজেনে পুড়ে সালফার ডাই অক্সাইড তৈরী হয়। দিয়াশলাই যে সোনালী রংয়ের আগুন দেখা যায় তার জন্য দায়ী এই যৌগ।
এই দহনে কিছু সময় পাওয়া যায়। ততক্ষণে কাঠিতে আগুন ধরে যায়।তবে এখানেই শেষ নয়। কাঠির গায়ে মোমের প্রলেপ থাকে যাতে করে কাঠিতে আগুন নিয়ন্ত্রিত ভাবে জ্বলতে পারে।
কাঠির পোড়া শেষ হয়ে গেলে যাতে এটি কয়লার মত অনেক্ষণ ধরে না জ্বলে এজন্য প্রস্তুতির সময় কাঠিগুলোকে অ্যামোনিয়াম ফসফেট ( (NH4)3PO4 ) এ সিক্ত করা হয় যেটি দহণের অবশিষ্ট তাপ দমিত করে রাখে।
সৌন্দর্য বর্ধন ও সহজে সনাক্তকরণের জন্য যৌগগুলোকে বিভিন্ন রংয়ে রাঙানো হয় এবং সর্বশেষে যৌগগুলোকে কাঠির মাথায় আঠা দিয়ে লাগানো হয়।
Good post