Hur man gör nitrocellulosa eller flashpapper

Om du är en kemientusiast med intresse för eld eller historia (eller båda), borde du antagligen veta hur du gör din egen nitrocellulosa. Nitrocellulosa är också känd som guncotton eller flashpapper, beroende på dess avsedda syfte. Trollkarlar och illusionister använder blixtpapper för en brandspecialeffekt. Samma material kallas pistolskott och kan användas som drivmedel för skjutvapen och raketer. Nitrocellulosa användes som en filmbas för filmer och röntgenstrålar. Det kan blandas med aceton för att framställa nitrocellulosalack, som användes på bilar, flygplan och musikinstrument. En misslyckad användning av nitrocellulosa var att tillverka faux elfenben biljardbollar. De kamferade nitrocellulosakulorna (celluloid) skulle ibland explodera vid påverkan och producera ett ljud som var likt ett skott. Som du kan föreställa dig, gick det inte så bra i pistoler med salongbord.

Det är osannolikt att du kommer att vilja skapa dina egna exploderande biljardbollar, men du kanske vill prova nitrocellulosa som en modell raketdrivmedel, som flashpapper eller som en lackbas. Nitrocellulosa är extremt lätt att göra, men se till att du läser igenom instruktionerna noga innan du fortsätter. Så långt som säkerheten går: Alla protokoll som involverar starka syror bör utföras av kvalificerade personer som bär korrekt säkerhetsutrustning. Nitrocellulosa kan inte lagras under långa perioder, eftersom den gradvis sönderdelas till ett brandfarligt pulver eller goo (vilket är anledningen till att många gamla filmer inte har överlevt till idag). Nitrocellulosa har en låg autoignitionstemperatur, så håll den borta från värme eller låga (tills du är redo att aktivera den). Det kräver inte syre för att bränna, så när det antänds kan du inte släcka elden med vatten. Med allt detta i åtanke, så här gör du det.

Nyckelupptagning: Gör nitrocellulosa eller flashpapper

• Nitrocellulosa är en mycket brandfarlig polymer. Det är också känt som flashpapper, guncotton eller flashsträng.
• Allt du behöver göra för att framställa nitrocellulosa är att behandla cellulosa med salpetersyra eller något annat starkt nitrerande medel. Cellulosan kan komma från papper, bomull, trä eller annat växtämne.
• Nitrocellulosa tillverkades först av Alexander Parkes 1862. Detta var den första konstgjorda plasten, som hette Parkesine.
• Även om det är användbart som plast är nitrocellulosa lika populärt för dess brandfarlighet. Flash-papper brinner nästan omedelbart och lämnar inga askrester.

Nitrocellulosamaterial

Christian Friedrich Schönbeins förfarande har använts i stor utsträckning. Det kräver 1 del bomull till 15 delar syra.

• koncentrerad salpetersyra
• koncentrerad svavelsyra
• bomullsbollar (nästan ren cellulosa)

Nitrocellulosapreparation

1. Kyl syrorna under 0 ° C.
2. Blanda i lika delar salpetersyra och svavelsyra i en bägare.
3. Släpp bomullsbollar i syran. Du kan tappa ner dem med en glasrörstång. Använd inte metall.
4. Låt nitreringsreaktionen fortsätta i cirka 15 minuter (Schönbeins tid var 2 minuter), kör sedan kallt kranvatten i bägaren för att späda ut syran. Låt vattnet rinna ett tag.
5. Stäng av vattnet och tillsätt lite natriumbikarbonat (bakpulver) till bägaren. Natriumbikarbonatet kommer att bubbla när det neutraliserar syran.
6. Virvla runt bomullen med en glasstav eller handskar i fingret och tillsätt mer natriumbikarbonat. Du kan skölja med mer vatten. Fortsätt tillsätta natriumbikarbonat och tvätta den nitrerade bomullen tills bubblor inte längre observeras. Noggrant avlägsnande av syran kommer i hög grad att förbättra nitrocellulosans stabilitet.
7. Skölj den nitrerade cellulosan med kranvatten och låt den torka på en sval plats.

Strimlor av nitrocellulosa kommer att spridas i låga om de utsätts för värmen från en brännare eller en tändsticka. Det tar inte så mycket (varken värme eller nitrocellulosa), så ta inte med dig! Om du vill ha faktisk blixt papper, du kan nitrera vanligt papper (som främst är cellulosa) på samma sätt som bomull.

Kemi för att göra nitrocellulosa

Nitrerande cellulosa fortsätter när salpetersyra och cellulosa reagerar för att producera cellulosanitrat och vatten.

3HNO₃ + C₆H₁₀O₅ → C₆H₇(NEJ₂)₃O₅ + 3H₂O

Svavelsyra krävs inte för att nitrera cellulosan, men den fungerar som en katalysator för att producera nitroniumjonen, NO₂⁺. Reaktionen med den första ordningen fortskrider via elektrofil substitution vid cellulosamolekylernas C-OH-centra.

källor

• Braconnot, Henri (1833). "De la transformation de plusieurs substanser végétales en un principe nouveau." [Omvandlingen av flera vegetabiliska ämnen till en ny substans]. Annales de Chimie et de Physique. 52: 290-294.
• Pelouze, Théophile-Jules (1838). "Sur les produits de l'action de l'acide nitrique concentré sur l'amidon et le ligneux." [På produkterna från verkan av koncentrerad salpetersyra på stärkelse och trä]. Kommer Rendus. 7: 713-715.
• Schönbein, Christian Friedrich (1846). "Ueber Schiesswolle" [På guncotton]. Bericht über die Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft i Basel. 7: 27.
• Urbanski, Tadeusz (1965). Sprängämneskemi och -teknik. 1. Oxford: Pergamon Press. sid 20-21.