Ако сте любител на химията с интерес към огъня или историята (или и двете), вероятно би трябвало да знаете как да направите своя собствена нитроцелулоза. Нитроцелулозата е известна още като guncotton или flashpaper, в зависимост от предназначението си. Маги и илюзионисти използват флаш хартия за пожар специален ефект. Същият този материал се нарича пистолет и може да се използва като гориво за огнестрелни оръжия и ракети. Нитроцелулозата се използва като филмова основа за филми и рентгенови лъчи. Може да се смесва с ацетон за получаване на нитроцелулозен лак, който се използва на автомобили, самолети и музикални инструменти. Една неуспешна употреба на нитроцелулоза беше да се правят изкуствени билярдни топки от слонова кост. Камфорните нитроцелулозни (целулоидни) топки понякога избухват при удара, издавайки звук, подобен на този на огнестрелно оръжие. Както можете да си представите, това не се получи много добре в салоните с пушки с маси за билярд.
Малко вероятно е да искате да направите свои собствени взривяващи се билярдни топки, но може да искате да опитате нитроцелулозата като ракетно гориво като модел, като флаш хартия или като основа за лак. Нитроцелулозата се прави изключително лесно, но не забравяйте да прочетете внимателно инструкциите, преди да продължите. Що се отнася до безопасността: Всеки протокол, който включва
силни киселини трябва да се извършват от квалифицирани лица, които носят подходящо оборудване за безопасност. Нитроцелулозата не може да се съхранява за дълги периоди от време, тъй като постепенно се разлага до запалим прах или гуа (поради което много стари филми не са оцелели до наши дни). Нитроцелулозата има а ниска температура на самозапалване, затова го дръжте далеч от топлина или пламък (докато не сте готови да го активирате). Не е необходим кислород за изгаряне, така че след като се запали, не можете да гасите огъня с вода. Имайки всичко това предвид, ето как го правите.Ключови заведения: Направете нитроцелулоза или флаш хартия
- Нитроцелулозата е лесно запалим полимер. Известен е също като флаш хартия, пистолет или флаш шнур.
- Всичко, което трябва да направите, за да направите нитроцелулозата, е да обработвате целулозата с азотна киселина или друг силен нитриращ агент. Целулозата може да идва от хартия, памук, дърво или друга растителна материя.
- Нитроцелулозата е произведена за първи път от Александър Паркс през 1862 година. Това беше първата изработена от човека пластмаса, която получи името Parkesine.
- Макар и полезен като пластмаса, нитроцелулозата е също толкова популярна заради своята запалимост. Флаш хартията изгаря почти мигновено и не оставя остатъци от пепел.
Нитроцелулозни материали
Процедурата на Кристиан Фридрих Шьонбейн е широко използвана. Призовава за 1 част памук до 15 части киселина.
- концентрирана азотна киселина
- концентрирана сярна киселина
- памучни топки (почти чиста целулоза)
Препарат за нитроцелулоза
- Киселите киселини под 0 ° С.
- В качулка, смесете равни части азотна и сярна киселина в чаша.
- Пуснете памучни топки в киселината. Можете да ги уплътните с помощта на стъклена бъркалка. Не използвайте метал.
- Оставете реакцията на нитриране да продължи около 15 минути (времето на Шьонбейн беше 2 минути), след което пуснете студена вода от чешмата в чашата, за да разрежда киселината. Оставете водата да тече известно време.
- Изключете водата и добавете малко натриев бикарбонат (сода за хляб) към чашата. Натриевият бикарбонат ще балонче, тъй като неутрализира киселината.
- Използвайки чаша пръчка или пръст с ръкавица, завъртете около памука и добавете още натриев бикарбонат. Можете да изплакнете с повече вода. Продължете да добавяте натриев бикарбонат и да измиете нитрирания памук, докато вече не се наблюдава барботиране. Внимателното отстраняване на киселината значително ще повиши стабилността на нитроцелулозата.
- Изплакнете нитрираната целулоза с чешмяна вода и я оставете да изсъхне на хладно място.
Парченца нитроцелулоза ще избухне в пламък, ако бъде изложена на топлина на горелка или на кибрит. Не отнема много (нито топлина, нито нитроцелулоза), така че не се увличайте! Ако искате действителна светкавица хартия, можете да нитрирате обикновената хартия (която е предимно целулоза) по същия начин като памука.
Химия на получаване на нитроцелулоза
Нитрираща целулоза протича като азотна киселина и целулозата реагират, за да се получи целулозен нитрат и вода.
3HNO3 + С6Н10О5 → C6Н7(НЕ2)3О5 + 3Н2О
Сярна киселина не е необходима за нитриране на целулозата, но тя действа като а катализатор за получаване на нитрониев йон, NO2+. Реакцията от първи ред протича чрез електрофилно заместване в С-ОН центровете на целулозните молекули.
Източници
- Braconnot, Анри (1833). "Превръщане на добавките на веществата, които не са в основата на новото." [Относно превръщането на няколко растителни вещества в ново вещество]. Аналес де Хими и де Физик. 52: 290–294.
- Пелуза, Теофил-Жул (1838). "Sur les produits de l'action de l'acide nitrique koncentré sur l'amidon et le ligneux." [Върху продуктите на действието на концентрирана азотна киселина върху нишесте и дърво]. Comptes Rendus. 7: 713–715.
- Schönbein, Christian Friedrich (1846). "Ueber Schiesswolle" [На пистолет]. Bericht über die Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft в Базел. 7: 27.
- Урбански, Тадеуш (1965). Химия и технология на експлозивите. 1. Оксфорд: Pergamon Press. стр. 20–21.