Сделайте свою собственную флэш-бумагу (нитроцеллюлоза)

Если вы энтузиаст химии и интересуетесь огнем или историей (или и тем, и другим), вам, вероятно, следует знать, как приготовить собственную нитроцеллюлозу. Нитроцеллюлоза также известна как ганкоттон или флэш-бумага, в зависимости от ее предназначения. Волшебники и иллюзионисты используют флэш-бумагу для особого эффекта огня. Точно такой же материал называется ганкоттон и может быть использован в качестве топлива для огнестрельного оружия и ракет. Нитроцеллюлоза использовалась в качестве основы для фильмов и рентгеновских лучей. Он может быть смешан с ацетоном для получения нитроцеллюлозного лака, который использовался на автомобилях, самолетах и ​​музыкальных инструментах. Одним из неудачных применений нитроцеллюлозы было изготовление бильярдных шаров из искусственной слоновой кости. Камфорные нитроцеллюлозные (целлулоидные) шарики иногда взрывались при ударе, создавая звук, очень похожий на звук выстрела. Как вы можете себе представить, это не сработало в салонах-стрелках с бильярдными столами.

Маловероятно, что вы захотите сделать свои собственные взрывающиеся бильярдные шары, но вы можете попробовать нитроцеллюлозу в качестве модельного ракетного топлива, в качестве флэш-бумаги или в качестве основы для лака. Нитроцеллюлозу очень легко приготовить, но перед тем, как продолжить, обязательно внимательно прочитайте инструкцию. Что касается безопасности: любой протокол, который включает сильные кислоты должны выполняться квалифицированными специалистами, носящими надлежащие защитные средства. Нитроцеллюлозу нельзя хранить в течение длительных периодов времени, поскольку она постепенно разлагается на легковоспламеняющийся порошок или слизистую оболочку (именно поэтому многие старые пленки не сохранились до наших дней). Нитроцеллюлоза имеет низкая температура самовоспламенения, так что держите его подальше от источников тепла или пламени (пока вы не будете готовы активировать его). Для горения не требуется кислород, поэтому, как только он загорится, вы не сможете потушить огонь водой. Имея это в виду, вот как вы это делаете.

Основные выводы: сделайте нитроцеллюлозу или флэш-бумагу

Процедура Кристиана Фридриха Шёнбейна широко используется. Требуется 1 часть хлопка на 15 частей кислоты.

• концентрированная азотная кислота
• концентрированная серная кислота
• ватные шарики (почти чистая целлюлоза)

1. Охладите кислоты ниже 0 ° C.
2. В вытяжном шкафусмешать равные части азотной и серная кислота в стакане.
3. Бросьте ватные шарики в кислоту. Вы можете утрамбовать их, используя стеклянную палочку для перемешивания. Не используйте металл.
4. Дайте реакции нитрования протекать в течение примерно 15 минут (время Шенбейна составляло 2 минуты), затем добавьте холодную водопроводную воду в стакан, чтобы разбавить кислоту. Позвольте воде течь некоторое время.
5. Выключи воду и добавь немного бикарбоната натрия (пищевая сода) в стакан. Бикарбонат натрия будет пузыриться, поскольку он нейтрализует кислоту.
6. С помощью стекло стержень или палец в перчатке, закрутите вокруг хлопка и добавьте больше бикарбоната натрия. Вы можете промыть большим количеством воды. Продолжайте добавлять бикарбонат натрия и промывать нитрированный хлопок, пока пузырение больше не наблюдается. Тщательное удаление кислоты значительно повысит стабильность нитроцеллюлозы.
7. Промойте нитрированную целлюлозу водопроводной водой и дайте ей высохнуть в прохладном месте.

Куски нитроцеллюлозы загораются при воздействии тепла от горелки или спички. Это не займет много (ни тепла, ни нитроцеллюлозы), так что не увлекайтесь! Если вы хотите настоящую вспышку бумагаВы можете нитрировать обычную бумагу (в основном целлюлозу) так же, как хлопок.

Нитрирующая целлюлоза протекает как азотная кислота и реакция целлюлозы с образованием нитрата целлюлозы и воды.

3HNO₃ + C₆ЧАС₁₀О₅ → C₆ЧАС₇(NO₂)₃О₅ + 3Н₂О

Серная кислота не требуется для нитрования целлюлозы, но она действует как катализатор для производства иона нитрония, NO₂⁺. Реакция первого порядка протекает путем электрофильного замещения в C-OH-центрах молекул целлюлозы.

• Браконно, Анри (1833). «Преобразование веществ, содержащихся в плюсе», végétales en un principe nouveau ». [О превращении нескольких растительных веществ в новое вещество]. Анналес де Чими и де Физик. 52: 290–294.
• Пелоуз, Теофиль-Жюль (1838). «Сурс продуцентов деактивации кислотно-нитритового концентрата на основе амидона и леньё». [О продуктах действия концентрированной азотной кислоты на крахмал и древесину]. Comptes Rendus. 7: 713–715.
• Шёнбейн, Кристиан Фридрих (1846). "Ueber Schiesswolle" [На ганкоттоне]. Bericht über die Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft в Базеле. 7: 27.
• Урбанский, Тадеуш (1965). Химия и технология взрывчатых веществ. 1. Оксфорд: Пергамон Пресс. стр. 20–21.