Come preparare la nitrocellulosa o la carta flash

Se sei un appassionato di chimica con un interesse per il fuoco o la storia (o entrambi), probabilmente dovresti sapere come produrre la tua nitrocellulosa. La nitrocellulosa è anche conosciuta come guncotton o flashpaper, a seconda dello scopo previsto. Maghi e illusionisti usano la carta flash per un effetto speciale di fuoco. Lo stesso materiale esatto si chiama guncotton e può essere usato come propellente per armi da fuoco e razzi. La nitrocellulosa è stata utilizzata come base cinematografica per film e radiografie. Può essere miscelato con acetone per fare la lacca alla nitrocellulosa, che è stata utilizzata su automobili, aerei e strumenti musicali. Un uso infruttuoso della nitrocellulosa è stato quello di realizzare palline da biliardo finto avorio. Le sfere di nitrocellulosa (celluloide) canforate a volte esplodevano all'impatto, producendo un suono molto simile a quello di uno sparo. Come puoi immaginare, questo non è andato bene nei saloni dei pistoleri con tavoli da biliardo.

È improbabile che tu voglia creare le tue palle da biliardo che esplodono, ma potresti provare la nitrocellulosa come propellente per razzi modello, come carta flash o come base di lacca. La nitrocellulosa è estremamente facile da preparare, ma assicurati di leggere attentamente le istruzioni prima di procedere. Per quanto riguarda la sicurezza: qualsiasi protocollo che coinvolga acidi forti dovrebbe essere eseguito da persone qualificate che indossano adeguati dispositivi di sicurezza. La nitrocellulosa non può essere conservata per lunghi periodi di tempo, poiché si decompone gradualmente in polvere o sostanza infiammabile (motivo per cui molti vecchi film non sono sopravvissuti fino ai giorni nostri). La nitrocellulosa ha una bassa temperatura di autoaccensione, quindi tenerla lontana da fonti di calore o fiamme (fino a quando non si è pronti ad attivarla). Non richiede ossigeno per bruciare, quindi una volta che si accende non è possibile spegnere il fuoco con acqua. Con tutto ciò in mente, ecco come lo fai.

Key Takeaways: Prepara la nitrocellulosa o la carta Flash

• La nitrocellulosa è un polimero altamente infiammabile. È anche noto come carta flash, guncotton o stringa flash.
• Tutto quello che devi fare per fare la nitrocellulosa è trattare la cellulosa con acido nitrico o qualsiasi altro agente nitrante forte. La cellulosa può provenire da carta, cotone, legno o altre sostanze vegetali.
• La nitrocellulosa fu prodotta per la prima volta da Alexander Parkes nel 1862. Questa fu la prima plastica artificiale, che fu chiamata Parkesine.
• Sebbene utile come plastica, la nitrocellulosa è altrettanto popolare per la sua infiammabilità. La carta flash si brucia quasi istantaneamente e non lascia residui di cenere.

Materiali di nitrocellulosa

La procedura di Christian Friedrich Schönbein è stata ampiamente utilizzata. Richiede 1 parte di cotone e 15 parti di acido.

• acido nitrico concentrato
• acido solforico concentrato
• batuffoli di cotone (cellulosa quasi pura)

Preparazione alla nitrocellulosa

1. Raffredda gli acidi a una temperatura inferiore a 0 ° C.
2. In una cappa, mescolare parti uguali di acido nitrico e solforico in un becher.
3. Fai cadere i batuffoli di cotone nell'acido. Puoi comprimerli usando una bacchetta di vetro. Non usare il metallo.
4. Lasciare procedere la reazione di nitrazione per circa 15 minuti (il tempo di Schönbein era di 2 minuti), quindi far scorrere acqua fredda del rubinetto nel becher per diluire l'acido. Lasciare scorrere l'acqua per un po '.
5. Chiudi l'acqua e aggiungi un po 'di bicarbonato di sodio (bicarbonato di sodio) nel becher. Il bicarbonato di sodio bolle mentre neutralizza l'acido.
6. Usando un'asta di vetro o un dito guantato, agita il cotone e aggiungi altro bicarbonato di sodio. Puoi sciacquare con più acqua. Continuare ad aggiungere bicarbonato di sodio e lavare il cotone nitrato fino a quando non si osserva più gorgogliamento. Un'attenta rimozione dell'acido migliorerà notevolmente la stabilità della nitrocellulosa.
7. Risciacquare la cellulosa nitrata con acqua di rubinetto e lasciarla asciugare in un luogo fresco.

Brandelli di nitrocellulosa si infiammano se esposti al calore di un bruciatore o di un fiammifero. Non ci vuole molto (né calore né nitrocellulosa), quindi non lasciarti trasportare! Se si desidera il flash effettivo carta, puoi nitrare la normale carta (che è principalmente cellulosa) allo stesso modo del cotone.

Chimica della produzione di nitrocellulosa

La nitrurazione della cellulosa procede quando l'acido nitrico e la cellulosa reagiscono per produrre nitrato di cellulosa e acqua.

3HNO₃ + C₆H₁₀O₅ → C₆H₇(NO₂)₃O₅ + 3H₂O

L'acido solforico non è necessario per nitrare la cellulosa, ma funge da catalizzatore per produrre lo ione nitronio, NO₂⁺. La reazione del primo ordine procede per sostituzione elettrofila nei centri C-OH delle molecole di cellulosa.

fonti

• Braconnot, Henri (1833). "Dalla trasformazione delle sostanze benefiche alle vendite in un nuovo stile." [Sulla trasformazione di diverse sostanze vegetali in una nuova sostanza]. Annales de Chimie et de Physique. 52: 290-294.
• Pelouze, Théophile-Jules (1838). "I prodotti dell'azione nitida concentrati sull'idone e sulle linee." [Sui prodotti dell'azione dell'acido nitrico concentrato su amido e legno]. Compone Rendus. 7: 713-715.
• Schönbein, Christian Friedrich (1846). "Ueber Schiesswolle" [Su guncotton]. Bericht über die Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft a Basilea. 7: 27.
• Urbanski, Tadeusz (1965). Chimica e tecnologia degli esplosivi. 1. Oxford: Pergamon Press. pp. 20-21.