Als je een chemieliefhebber bent met interesse in vuur of geschiedenis (of beide), zou je waarschijnlijk moeten weten hoe je je eigen nitrocellulose kunt maken. Nitrocellulose is ook bekend als geweren of flitspapier, afhankelijk van het beoogde doel. Goochelaars en illusionisten gebruiken flitspapier voor een speciaal vuureffect. Precies hetzelfde materiaal wordt guncotton genoemd en kan worden gebruikt als drijfgas voor vuurwapens en raketten. Nitrocellulose werd gebruikt als filmbasis voor films en röntgenfoto's. Het kan worden gemengd met aceton om nitrocelluloselak te maken, dat werd gebruikt op auto's, vliegtuigen en muziekinstrumenten. Een niet succesvol gebruik van nitrocellulose was het maken van faux ivoor biljartballen. De kamfervormige nitrocellulose (celluloid) ballen zouden soms exploderen bij een botsing en een geluid produceren dat veel lijkt op dat van een schot. Zoals je je misschien kunt voorstellen, ging dit niet goed in revolverschoten met pooltafels.
Het is onwaarschijnlijk dat u uw eigen exploderende biljartballen wilt maken, maar misschien wilt u nitrocellulose proberen als model raketstuwstof, als flitspapier of als lakbasis. Nitrocellulose is buitengewoon gemakkelijk te maken, maar lees de instructies zorgvuldig door voordat u verder gaat. Wat veiligheid betreft: elk protocol dat daarbij betrokken is
sterke zuren moet worden uitgevoerd door gekwalificeerde personen die de juiste veiligheidsuitrusting dragen. Nitrocellulose kan niet gedurende lange tijd worden bewaard, omdat het geleidelijk uiteenvalt tot een ontvlambaar poeder of kleverige stof (daarom hebben veel oude films het tot op de dag van vandaag niet overleefd). Nitrocellulose heeft een lage zelfontbrandingstemperatuur, dus houd het uit de buurt van hitte of vuur (totdat u klaar bent om het te activeren). Het heeft geen zuurstof nodig om te branden, dus als het eenmaal ontbrandt, kun je het vuur niet met water doven. Met dat alles in gedachten, hier is hoe je het maakt.Belangrijkste punten: maak nitrocellulose of flashpapier
- Nitrocellulose is een licht ontvlambaar polymeer. Het is ook bekend als flash paper, guncotton of flash string.
- Het enige wat u hoeft te doen om nitrocellulose te maken, is cellulose behandelen met salpeterzuur of een ander sterk nitreermiddel. De cellulose kan afkomstig zijn van papier, katoen, hout of ander plantaardig materiaal.
- Nitrocellulose werd voor het eerst gemaakt door Alexander Parkes in 1862. Dit was het eerste door de mens gemaakte plastic, genaamd Parkesine.
- Hoewel nuttig als plastic, is nitrocellulose even populair vanwege zijn ontvlambaarheid. Flitspapier brandt vrijwel ogenblikkelijk en laat geen asresten achter.
Nitrocellulose materialen
De procedure van Christian Friedrich Schönbein wordt veel gebruikt. Het vraagt om 1 deel katoen tot 15 delen zuur.
- geconcentreerd salpeterzuur
- geconcentreerd zwavelzuur
- wattenbolletjes (bijna pure cellulose)
Nitrocellulose voorbereiding
- Koel de zuren onder 0 ° C.
- In een zuurkast, meng gelijke delen salpeter en zwavelzuur in een beker.
- Laat wattenbolletjes in het zuur vallen. U kunt ze met een glazen roerstaafje aanstampen. Gebruik geen metaal.
- Laat de nitratiereactie ongeveer 15 minuten doorgaan (Schönbeins tijd was 2 minuten) en laat vervolgens koud kraanwater in de beker lopen om het zuur te verdunnen. Laat het water een tijdje lopen.
- Draai het water uit en voeg toe een beetje natriumbicarbonaat (zuiveringszout) naar de beker. Het natriumbicarbonaat zal borrelen omdat het het zuur neutraliseert.
- Gebruik makend van een glas staaf of gehandschoende vinger, draai rond het katoen en voeg meer natriumbicarbonaat toe. Je kunt met meer water spoelen. Ga door met het toevoegen van natriumbicarbonaat en het wassen van de genitreerde katoen tot het niet meer borrelt. Zorgvuldige verwijdering van het zuur zal de stabiliteit van de nitrocellulose aanzienlijk verbeteren.
- Spoel de genitreerde cellulose af met kraanwater en laat het op een koele plaats drogen.
Stukjes nitrocellulose zullen vlam vatten als ze worden blootgesteld aan de hitte van een brander of een lucifer. Er is niet veel voor nodig (warmte of nitrocellulose), dus laat je niet meeslepen! Als je echte flits wilt papierkunt u gewoon papier (dat voornamelijk cellulose is) op dezelfde manier als katoen nitreren.
Chemie van het maken van nitrocellulose
Nitrerende cellulose verloopt als salpeterzuur en cellulose reageert om cellulosenitraat en water te produceren.
3HNO3 + C6H10O5 → C6H7(NEE2)3O5 + 3H2O
Zwavelzuur is niet nodig om de cellulose te nitreren, maar het werkt als een katalysator om het nitroniumion te produceren, NO2+. De reactie van de eerste orde verloopt via elektrofiele substitutie in de C-OH-centra van de cellulosemoleculen.
Bronnen
- Braconnot, Henri (1833). "De la transformation de plusieurs stoffen végétales en un principe nouveau." [Over de transformatie van verschillende plantaardige stoffen tot een nieuwe stof]. Annales de Chimie et de Physique. 52: 290–294.
- Pelouze, Théophile-Jules (1838). 'Meer informatie over de actie van nitraatconcentraties in het midden en de lijn.' [Op de producten van de werking van geconcentreerd salpeterzuur op zetmeel en hout]. Comptes Rendus. 7: 713–715.
- Schönbein, Christian Friedrich (1846). "Ueber Schiesswolle" [Op guncotton]. Bericht über die Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft in Basel. 7: 27.
- Urbanski, Tadeusz (1965). Chemie en technologie van explosieven. 1. Oxford: Pergamon Press. pp. 20–21.