Kui olete keemiahuviline, kellel on huvi tulekahju või ajaloo (või mõlema) vastu, peaksite tõenäoliselt teadma, kuidas oma nitrotselluloosi valmistada. Nitrotselluloos on sõltuvalt selle otstarbest tuntud ka kui guncotton või flashpaper. Mustkunstnikud ja illusionistid kasutavad tule eriefekti jaoks välklampi. Täpselt sama materjali nimetatakse püsspuuvillaks ja seda võib kasutada tulirelvade ja rakettide raketikütuseks. Filmide ja röntgenkiirte alusena kasutati nitrotselluloosi. Selle võib segada atsetooniga, et saada nitrotsellulooslakk, mida kasutati autodel, lennukites ja muusikariistadel. Nitrotselluloosi üks ebaõnnestunud kasutamine oli võltsitud elevandiluust piljardikuulide valmistamine. Kamfoorne nitrotselluloos (tselluloid) pallid võivad plahvatuse korral mõnikord plahvatada, tekitades kuuli sarnase heli. Nagu võite arvata, ei läinud see piljardilaudadega gunslingeri salongides eriti hästi.
On ebatõenäoline, et soovite ise plahvatavaid piljardipalle teha, kuid võiksite proovida nitrotselluloosi rakettkütuse mudelina, välgupaberina või lakina. Nitrotselluloosi on äärmiselt lihtne valmistada, kuid lugege enne jätkamist kindlasti juhised hoolikalt läbi. Ohutuse osas: mis tahes protokoll, mis hõlmab
tugevad happed seda peaksid teostama kvalifitseeritud isikud, kes kannavad korralikke ohutusvahendeid. Nitrotselluloosi ei saa pikka aega säilitada, kuna see laguneb järk-järgult tuleohtlikuks pulbriks või goo-ks (sellepärast pole paljud vanad filmid tänapäevani säilinud). Nitrotselluloosil on a madal isesüttimistemperatuur, nii et hoidke seda kuumusest ega leegist (kuni olete selle aktiveerimiseks valmis). Selle põlemiseks pole vaja hapnikku, nii et pärast süttimist ei saa te veega tuld kustutada. Kõike seda silmas pidades saate seda teha järgmiselt.Peamised võtmed: valmistage nitrotselluloos või Flash-paber
- Nitrotselluloos on väga tuleohtlik polümeer. Seda nimetatakse ka välgupaberiks, püsspuuvillaks või välklambiks.
- Nitrotselluloosi valmistamiseks peate ainult töötlema tselluloosi lämmastikhappe või muu tugeva nitraadiga. Tselluloos võib pärineda paberist, puuvillast, puust või muust taimsest ainest.
- Nitrotselluloosi valmistas esmakordselt Aleksander Parkes 1862. aastal. See oli esimene inimese valmistatud plastik, mis sai nime Parkesine.
- Ehkki plastist on kasulik, on nitrotselluloos sama tuleohtlik. Flash-paber põleb peaaegu hetkega ega jäta tuhajääke.
Nitrotselluloosmaterjalid
Christian Friedrich Schönbeini protseduuri on laialdaselt kasutatud. See nõuab ühest osast puuvillast 15 osa happele.
- kontsentreeritud lämmastikhape
- kontsentreeritud väävelhape
- puuvillapallid (peaaegu puhas tselluloos)
Nitrotselluloosi valmistamine
- Jahutage happed temperatuuril alla 0 ° C.
- Suitsupesas, segage võrdsetes osades lämmastiku ja väävelhape keeduklaasis.
- Tilgutage puuvillapallid happesse. Saate neid klaasist segamisvarda abil taltsutada. Ärge kasutage metalli.
- Laske nitreerimisreaktsioonil jätkata umbes 15 minutit (Schönbeini aeg oli 2 minutit), seejärel laske happe lahjendamiseks keeduklaasi külma kraanivett. Laske vett mõnda aega voolata.
- Lülitage vesi välja ja lisage natuke naatriumvesinikkarbonaati (söögisooda) keeduklaasi. Naatriumvesinikkarbonaat mullitab, kuna see neutraliseerib hapet.
- Kasutades klaas varras või kinnas sõrm, keerutage puuvilla ümber ja lisage veel naatriumvesinikkarbonaati. Võite loputada rohkema veega. Jätkake naatriumvesinikkarbonaadi lisamist ja nitreeritud puuvilla pesemist, kuni mullimist pole enam täheldatud. Happe hoolikas eemaldamine suurendab oluliselt nitrotselluloosi stabiilsust.
- Loputage nitreeritud tselluloosi kraaniveega ja laske sellel jahedas kohas kuivada.
Nitrotselluloosi tükid plahvatavad põleti või tikuga kokkupuutel leegi. See ei võta palju (ei kuumus ega nitrotselluloos), nii et ärge viige seda minema! Kui soovite tegelikku välklampi paber, saate tavalist paberit (mis on peamiselt tselluloos) nitreerida samal viisil kui puuvilla.
Nitrotselluloosi valmistamise keemia
Nitreeriv tselluloos kulgeb lämmastikhappena ja tselluloos reageerivad tselluloosnitraadi ja vee saamiseks.
3HNO3 + C6H10O5 → C6H7(EI2)3O5 + 3H2O
Tselluloosi nitreerimiseks ei ole vaja väävelhapet, kuid see toimib a katalüsaator nitrooniumi, NO moodustamiseks2+. Esimese astme reaktsioon kulgeb elektrofiilse asendamise teel tselluloosi molekulide C-OH tsentrites.
Allikad
- Braconnot, Henri (1833). "Plussis olevate ainete de la muutmine lõpétales en un principe nouveau." [Mitmete taimsete ainete muutmise kohta uueks aineks]. Annales de Chimie ja Physique. 52: 290–294.
- Pelouze, Théophile-Jules (1838). "Sur les produits de l'acide nitrique concentré sur l'amidon and le ligneux." [Kontsentreeritud lämmastikhappe toimel tärklisele ja puidule]. Comptes Rendus. 7: 713–715.
- Schönbein, Christian Friedrich (1846). "Ueber Schiesswolle". Bericht über die Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft Baselis. 7: 27.
- Urbanski, Tadeusz (1965). Lõhkeainete keemia ja tehnoloogia. 1. Oxford: Pergamon Press. lk. 20–21.