Ak ste chemický nadšenec so záujmom o oheň alebo históriu (alebo oboje), pravdepodobne by ste mali vedieť, ako si vyrobiť vlastnú nitrocelulózu. Nitrocelulóza je tiež známa ako guncotton alebo flashpaper, v závislosti od zamýšľaného účelu. Kúzelníci a ilúzionisti používajú bleskový papier na špeciálny oheň. Presne ten istý materiál sa nazýva guncotton a môže sa použiť ako pohonná látka pre strelné zbrane a rakety. Nitrocelulóza sa použila ako filmový základ pre filmy a röntgenové lúče. Môže sa zmiešať s acetónom, aby sa vytvoril nitrocelulózový lak, ktorý sa používal na automobily, lietadlá a hudobné nástroje. Jedným z neúspešných použití nitrocelulózy bolo pripraviť biliardové gule zo slonovinovej slonoviny. Guľôčkové nitrocelulózové (celuloidové) guličky by pri náraze niekedy explodovali, pričom by produkovali zvuk podobný zvuku strelnej strely. Ako si možno viete predstaviť, v salónoch strelcov s biliardovými stolmi to neprešlo.
Je nepravdepodobné, že si budete chcieť vyrobiť svoje vlastné vybuchujúce biliardové gule, ale možno budete chcieť vyskúšať nitrocelulózu ako modelový raketový pohon, ako flash papier alebo ako základňu laku. Nitrocelulóza sa dá veľmi ľahko vyrobiť, ale pred pokračovaním si pozorne prečítajte pokyny. Pokiaľ ide o bezpečnosť: Každý protokol, ktorý zahŕňa
silné kyseliny by mali byť vykonávané kvalifikovanými osobami, ktoré majú na sebe správne bezpečnostné vybavenie. Nitrocelulóza sa nedá dlhodobo skladovať, pretože sa postupne rozkladá na horľavý prášok alebo goo (preto mnoho starých filmov do dnešných dní neprežilo). Nitrocelulóza má nízka teplota samovznietenia, udržujte ho mimo dosahu tepla alebo ohňa (pokiaľ ho nebudete pripravení aktivovať). Na spaľovanie nepotrebuje kyslík, takže akonáhle sa zapáli, nemôžete oheň uhasiť vodou. S ohľadom na to všetko tu je návod, ako sa vám to podarí.Kľúčové cesty: Vytvorte nitrocelulózu alebo flash papier
- Nitrocelulóza je vysoko horľavý polymér. To je tiež známe ako flash papier, guncotton alebo flash reťazec.
- Na výrobu nitrocelulózy musíte iba ošetriť celulózu kyselinou dusičnou alebo iným silným nitračným činidlom. Celulóza môže pochádzať z papiera, bavlny, dreva alebo iných rastlinných látok.
- Nitrocelulózu prvýkrát vyrobil Alexander Parkes v roku 1862. Bol to prvý umelý plast, ktorý sa volá Parkesine.
- Aj keď je nitrocelulóza užitočná ako plast, je rovnako populárna pre svoju horľavosť. Flash papier horí takmer okamžite a nezanecháva žiadne zvyšky popola.
Nitrocelulózové materiály
Postup kresťana Friedricha Schönbeina sa často používa. Vyžaduje 1 diel bavlny na 15 dielov kyseliny.
- koncentrovaná kyselina dusičná
- koncentrovaná kyselina sírová
- bavlnené gule (takmer čistá celulóza)
Príprava nitrocelulózy
- Kyseliny sa ochladia na teplotu nižšiu ako 0 ° C.
- V digestorezmiešajte rovnaké diely dusičnanu a kyselina sírová v kadičke.
- Bavlnené guľôčky vložte do kyseliny. Môžete ich stlačiť pomocou sklenenej miešacej tyčinky. Nepoužívajte kov.
- Nechajte nitračnú reakciu prebiehať asi 15 minút (Schönbeinov čas bol 2 minúty), potom do kadičky nalejte studenú vodu z vodovodu, aby sa kyselina zriedila. Nechajte vodu chvíľu bežať.
- Vypnite vodu a pridajte trochu hydrogenuhličitanu sodného (prášok na pečenie) do kadičky. Hydrogenuhličitan sodný bude bublinať, keď neutralizuje kyselinu.
- Použitím sklo tyč alebo rukavice, krúžte okolo bavlny a pridajte ďalší hydrogenuhličitan sodný. Môžete opláchnuť väčším množstvom vody. Pokračujte v pridávaní hydrogenuhličitanu sodného a premývajte nitrátovanú bavlnu, až kým už nebude pozorované bublanie. Opatrné odstránenie kyseliny výrazne zvýši stabilitu nitrocelulózy.
- Opláchnite nitrovanú celulózu vodovodnou vodou a nechajte ju schnúť na chladnom mieste.
Ak sú štrky nitrocelulózy vystavené pôsobeniu tepla horáka alebo zápalu, vyhoria. Nezaberie to veľa (buď tepla alebo nitrocelulózy), takže sa nenechajte uniesť! Ak chcete skutočný blesk papier, môžete nitridovať obyčajný papier (ktorým je predovšetkým celulóza) rovnakým spôsobom ako bavlna.
Chémia výroby nitrocelulózy
Nitračná celulóza prebieha ako kyselina dusičná a celulóza reaguje za vzniku dusičnanu celulózy a vody.
3HNO3 + C6H10O5 → C6H7(NIE2)3O5 + 3H2O
Kyselina sírová nie je potrebná na nitráciu celulózy, ale pôsobí ako a katalyzátor na výrobu iónu dusíka, NO2+. Reakcia prvého poriadku prebieha elektrofilnou substitúciou v C-OH centrách molekúl celulózy.
zdroje
- Braconnot, Henri (1833). "De la transformation of plusieurs substance végétales en un principe nouveau." [O premene niekoľkých rastlinných látok na novú látku]. Annales de Chimie et de Physique. 52: 290–294.
- Pelouze, Théophile-Jules (1838). „Sur les produkuje koncentráciu nitrilovej kyseliny l'akrylovej na l'amidone et le ligneux.“ [O výrobkoch pôsobenia koncentrovanej kyseliny dusičnej na škrob a drevo]. Vyrovnáva Rendus. 7: 713–715.
- Schönbein, Christian Friedrich (1846). "Ueber Schiesswolle" [On guncotton]. Bericht über die Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft v Bazileji. 7: 27.
- Urbanski, Tadeusz (1965). Chémia a technológia výbušnín. 1. Oxford: Pergamon Press. pp. 20–21.