Δημιουργήστε το δικό σας φλας (Νιτροκυτταρίνη)

Εάν είστε ένας ενθουσιώδης χημείας με ενδιαφέρον για πυρκαγιά ή ιστορία (ή και τα δύο), μάλλον πρέπει να ξέρετε πώς να φτιάξετε τη δική σας νιτροκυτταρίνη. Η νιτροκυτταρίνη είναι επίσης γνωστή ως guncotton ή χαρτί, ανάλογα με τον προορισμό της. Οι μάγοι και οι ψευτοχριστιανοί χρησιμοποιούν το φλας χαρτιού για ένα ειδικό φαινόμενο πυρκαγιάς. Το ίδιο ακριβώς υλικό ονομάζεται guncotton και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προωθητικό για πυροβόλα όπλα και ρουκέτες. Η νιτροκυτταρίνη χρησιμοποιήθηκε ως βάση φιλμ για ταινίες και ακτίνες Χ. Μπορεί να αναμιχθεί με ακετόνη για να κατασκευάσει βερνίκι νιτροκυτταρίνης, το οποίο χρησιμοποιήθηκε σε αυτοκίνητα, αεροσκάφη και μουσικά όργανα. Μία ανεπιτυχής χρήση νιτροκυτταρίνης ήταν να δημιουργηθούν μπάλες μπιλιάρδου από πλακούντα από ελεφαντόδοντο. Οι πυροβολημένες μπάλες νιτροκυτταρίνης (κυτταρίνη) θα εκραγούν μερικές φορές κατά την κρούση, δημιουργώντας έναν ήχο παρόμοιο με εκείνο του πυροβολισμού. Όπως μπορεί να φανταστείτε, αυτό δεν πέρασε καλά σε σαλούν ορνίθων με τραπέζια μπιλιάρδου.

Είναι απίθανο να θέλετε να φτιάξετε τις δικές σας εκρηκτικές μπάλες μπιλιάρδου, αλλά ίσως θελήσετε να δοκιμάσετε τη νιτροκυτταρίνη ως προωθητικό μοντέλο πυραύλων, ως χαρτί flash ή ως βάση λάκας. Η νιτροκυτταρίνη είναι εξαιρετικά εύκολη, αλλά φροντίστε να διαβάσετε προσεκτικά τις οδηγίες πριν προχωρήσετε. Όσον αφορά την ασφάλεια: Κάθε πρωτόκολλο που περιλαμβάνει ισχυρά οξέα πρέπει να εκτελούνται από εξειδικευμένα άτομα με κατάλληλα εργαλεία ασφαλείας. Η νιτροκυτταρίνη δεν μπορεί να αποθηκευτεί για μεγάλες χρονικές περιόδους, καθώς αποσυντίθεται σταδιακά σε εύφλεκτη σκόνη ή goo (γι 'αυτό πολλές παλιές ταινίες δεν έχουν επιβιώσει μέχρι σήμερα). Η νιτροκυτταρίνη έχει α χαμηλή θερμοκρασία αυτοανάφλεξης, οπότε κρατήστε το μακριά από θερμότητα ή φλόγα (μέχρι να είστε έτοιμοι να το ενεργοποιήσετε). Δεν απαιτεί το κάψιμο του οξυγόνου, οπότε μόλις ανάψει δεν μπορείτε να βγάλετε τη φωτιά με νερό. Με όλα αυτά κατά νου, εδώ είναι πώς το κάνετε.

Λέξεις-κλειδιά: Κάνετε νιτροκυτταρίνη ή χαρτί φλας

Η διαδικασία του Christian Friedrich Schönbein έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως. Καλεί για 1 μέρος βαμβακιού σε 15 μέρη οξέος.

• συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ
• πυκνό θειικό οξύ
• βαμβακερές μπάλες (σχεδόν καθαρής κυτταρίνης)

1. Ψύξτε τα οξέα κάτω από τους 0 ° C.
2. Σε καπνοδόχο, αναμειγνύονται ίσα μέρη νιτρικού και θειικό οξύ σε ένα ποτήρι.
3. Βάλτε βαμβακερά μπάλες στο οξύ. Μπορείτε να τα βάλετε κάτω χρησιμοποιώντας γυάλινη ράβδο ανάδευσης. Μην χρησιμοποιείτε μέταλλο.
4. Αφήστε την αντίδραση νίτρωσης να συνεχίσει για περίπου 15 λεπτά (ο χρόνος του Schönbein ήταν 2 λεπτά), στη συνέχεια δροσίστε κρύο νερό βρύσης στο ποτήρι για να αραιωθεί το οξύ. Αφήστε το νερό να τρέξει για λίγο.
5. Απενεργοποιήστε το νερό και προσθέστε ένα κομμάτι διττανθρακικού νατρίου (μαγειρική σόδα) στο ποτήρι ζέσεως. Το διττανθρακικό νάτριο θα φουσκώσει καθώς εξουδετερώνει το οξύ.
6. Χρησιμοποιώντας ένα ποτήρι ράβδο ή γάντι δάχτυλο, στροβιλίστε γύρω από το βαμβάκι και προσθέστε περισσότερο όξινο ανθρακικό νάτριο. Μπορείτε να ξεπλύνετε με περισσότερο νερό. Συνεχίστε να προσθέτετε όξινο ανθρακικό νάτριο και πλύνετε το νιτρωμένο βαμβάκι μέχρι να μην παρατηρηθεί πλέον η δημιουργία φυσαλίδων. Η προσεκτική απομάκρυνση του οξέος θα ενισχύσει σημαντικά τη σταθερότητα της νιτροκυτταρίνης.
7. Ξεπλύνετε την νιτρωμένη κυτταρίνη με νερό της βρύσης και αφήστε την να στεγνώσει σε δροσερό μέρος.

Τα θραύσματα της νιτροκυτταρίνης θα σκάσουν σε φλόγα αν εκτεθούν στη θερμότητα ενός καυστήρα ή ενός αγώνα. Δεν χρειάζεται πολύ (είτε θερμότητα είτε νιτροκυτταρίνη), οπότε μην παρασυρθείτε! Αν θέλετε πραγματικό φλας χαρτί, μπορείτε να νιτρώσετε συνηθισμένο χαρτί (που είναι κυρίως κυτταρίνη) με τον ίδιο τρόπο όπως το βαμβάκι.

Νιτροποίηση κυτταρίνης προχωρεί ως νιτρικό οξύ και η κυτταρίνη αντιδρά για να παράγει νιτρική κυτταρίνη και νερό.

3ΗΝΟ₃ + C₆H₁₀Ο₅ → C₆H₇(ΟΧΙ₂)₃Ο₅ + 3Η₂Ο

Το θειικό οξύ δεν απαιτείται να νιτρώνει την κυτταρίνη, αλλά ενεργεί ως α καταλύτης για την παραγωγή του ιόντος νιτρονίου, ΝΟ₂⁺. Η αντίδραση πρώτης τάξης προχωρά μέσω ηλεκτρόφιλης υποκατάστασης στα C-OH κέντρα των μορίων κυτταρίνης.

• Braconnot, Henri (1833). "Οι μεταβολές των ουσιών που συνθέτουν μια νέα αρχή." [Σχετικά με τη μετατροπή διαφόρων φυτικών ουσιών σε νέα ουσία]. Annales de Chimie et de Physique. 52: 290–294.
• Pelouze, Théophile-Jules (1838). "Παράγονται προϊόντα της δράσης του νιτρικού άλατος που συγκεντρώνονται στην αμυγδαλές και τα λιπαρά οξέα". [Σχετικά με τα προϊόντα της δράσης συμπυκνωμένου νιτρικού οξέος σε άμυλο και ξύλο]. Υπολογίζει το Rendus. 7: 713–715.
• Schönbein, Christian Friedrich (1846). "Ueber Schiesswolle". Το Bericht über die Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft στη Βασιλεία. 7: 27.
• Urbanski, Tadeusz (1965). Χημεία και Τεχνολογία Εκρηκτικών. 1. Oxford: Pergamon Press. σ. 20–21.