Ja jūs esat ķīmijas entuziasts, kam ir interese par uguni vai vēsturi (vai abiem), jums droši vien vajadzētu zināt, kā pagatavot savu nitrocelulozi. Atkarībā no paredzētā mērķa nitroceluloze ir pazīstama arī kā kokvilna vai zibspuldze. Burvju mākslinieki un iluzionisti izmanto zibspuldzi papīrā, lai iegūtu īpašu uguns efektu. Tieši to pašu materiālu sauc par kokvilnu, un to var izmantot kā šaujamieroču un raķešu degvielu. Nitroceluloze tika izmantota kā filmu bāze filmām un rentgena stariem. To var sajaukt ar acetonu, lai iegūtu nitrocelulozes laku, ko izmantoja automašīnās, lidmašīnās un mūzikas instrumentos. Viena neveiksmīga nitrocelulozes izmantošana bija mākslīgo ziloņkaula biljarda bumbiņu izgatavošana. Kamfora nitrocelulozes (celuloīda) bumbiņas dažreiz triecienam eksplodē, radot līdzīgu šāviena skaņu. Kā jūs varētu iedomāties, tas nebija pārāk labi šaujamieroču salonos ar biljarda galdiem.
Maz ticams, ka vēlēsities izgatavot pats savas eksplodējošās biljarda bumbiņas, taču jūs varētu vēlēties izmēģināt nitrocelulozi kā raķešu propelenta paraugu, zibspuldzi vai lakas pamatni. Nitrocelulozi ir ārkārtīgi viegli izgatavot, taču pirms procedūras sākšanas noteikti izlasiet instrukcijas. Ciktāl tas attiecas uz drošību: jebkurš protokols, kas ietver
stiprās skābes jāveic kvalificētām personām, kuras valkā atbilstošu drošības aprīkojumu. Nitrocelulozi nevar uzglabāt ilgu laiku, jo tā pakāpeniski sadalās uzliesmojošā pulverī vai goo (tieši tāpēc daudzas vecās filmas nav saglabājušās līdz mūsdienām). Nitrocelulozei ir a zema pašaizdegšanās temperatūra, tāpēc sargājiet to no karstuma vai liesmām (līdz esat gatavs to aktivizēt). Lai sadedzinātu, nav nepieciešams skābeklis, tāpēc pēc aizdegšanās jūs nevarat izliet uguni ar ūdeni. Paturot to prātā, lūk, kā jūs to veidojat.Galvenās izņemtās lietas: pagatavojiet nitrocelulozi vai zibspuldzi
- Nitroceluloze ir viegli uzliesmojošs polimērs. Tas ir arī pazīstams kā zibspuldzes papīrs, kokvilna vai zibspuldze.
- Viss, kas jums jādara, lai iegūtu nitrocelulozi, ir celulozes apstrāde ar slāpekļskābi vai jebkuru citu spēcīgu nitrējošu līdzekli. Celuloze var būt no papīra, kokvilnas, koka vai citām augu vielām.
- Nitrocelulozi pirmo reizi izgatavoja Aleksandrs Pārks 1862. gadā. Šī bija pirmā cilvēka radītā plastmasa, kuras nosaukums bija Parkesine.
- Kaut arī nitroceluloze ir noderīga kā plastmasa, tā ir tikpat populāra kā uzliesmojamība. Zibspuldzes papīrs sadedzina gandrīz uzreiz un neatstāj pelnu atlikumus.
Nitrocelulozes materiāli
Kristiana Frīdriha Šēnbeina procedūra ir plaši izmantota. Tas prasa 1 daļu kokvilnas un 15 skābes daļas.
- koncentrēta slāpekļskābe
- koncentrēta sērskābe
- kokvilnas bumbiņas (gandrīz tīra celuloze)
Nitrocelulozes sagatavošana
- Atdzesējiet skābes zem 0 ° C.
- Tvaika nosūcējā, samaisa vienādās daļās slāpekļa un sērskābe vārglāzē.
- Nometiet kokvilnas bumbiņas skābē. Jūs varat tos sabojāt, izmantojot stikla maisīšanas stieni. Nelietojiet metālu.
- Ļauj nitrēšanas reakcijai turpināties apmēram 15 minūtes (Šēnbeina laiks bija 2 minūtes), pēc tam lieciet vārglāzē aukstu krāna ūdeni, lai atšķaidītu skābi. Ļaujiet ūdenim kādu laiku palaist.
- Izslēdziet ūdeni un pievienojiet mazliet nātrija bikarbonāta (cepamā soda) vārglāzē. Nātrija bikarbonāts burbuļos, jo tas neitralizē skābi.
- Izmantojot stikls stieni vai cimdveida pirkstu, virpuļojiet ap kokvilnu un pievienojiet vēl nātrija bikarbonātu. Jūs varat noskalot ar vairāk ūdens. Turpiniet pievienot nātrija bikarbonātu un mazgājiet nitrēto kokvilnu, līdz burbuļošana vairs nav novērota. Rūpīga skābes noņemšana ievērojami uzlabos nitrocelulozes stabilitāti.
- Noskalo nitrēto celulozi ar krāna ūdeni un ļauj tai nožūt vēsā vietā.
Nitrocelulozes šķembas eksplodēs liesmā, ja tās tiks pakļautas degļa vai sērkociņa karstumam. Tas neaizņem daudz (vai nu siltumu, vai nitrocelulozi), tāpēc neaizraujieties! Ja vēlaties faktisku zibspuldzi papīrs, jūs varat nitrēt parasto papīru (kas galvenokārt ir celuloze) tādā pašā veidā kā kokvilnu.
Nitrocelulozes iegūšanas ķīmija
Nitrējoša celuloze veidojas kā slāpekļskābe un celuloze reaģē, iegūstot celulozes nitrātu un ūdeni.
3HNO3 + C6H10O5 → C6H7(NĒ2)3O5 + 3H2O
Celulozes nitrēšanai sērskābe nav nepieciešama, bet tā darbojas kā katalizators lai iegūtu nitrija jonu, NO2+. Pirmās kārtas reakcija notiek ar elektrofīlu aizvietošanu celulozes molekulu C-OH centros.
Avoti
- Brakonnots, Henri (1833). "Plūstošo vielu pārveidošana par galīgo iznākumu un jauno principe." [Par vairāku augu vielu pārveidošanu jaunā vielā]. Annales de Chimie un de Physique. 52: 290–294.
- Pelouze, Théophile-Jules (1838). "Sur les produits de l'acide nitrique concentré sur l'amidon et le ligneux." [Uz koncentrētas slāpekļskābes iedarbības uz cieti un koksni produktiem]. Komposts Renduss. 7: 713–715.
- Šēnbeins, Kristians Frīdrihs (1846). "Ueber Schiesswolle". Bericht über die Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft Bāzelē. 7: 27.
- Urbanski, Tadeusz (1965). Sprāgstvielu ķīmija un tehnoloģija. 1. Oksforda: Pergamon Press. lpp. 20–21.