Cómo hacer nitrocelulosa o papel flash

Si eres un entusiasta de la química interesado en el fuego o la historia (o ambos), probablemente deberías saber cómo hacer tu propia nitrocelulosa. La nitrocelulosa también se conoce como guncotton o flashpaper, dependiendo de su propósito. Los magos e ilusionistas usan papel de flash para un efecto especial de fuego. El mismo material exacto se llama guncotton y puede usarse como propulsor para armas de fuego y cohetes. La nitrocelulosa se utilizó como base de película para películas y rayos X. Se puede mezclar con acetona para hacer laca de nitrocelulosa, que se utilizó en automóviles, aviones e instrumentos musicales. Un uso infructuoso de la nitrocelulosa fue hacer bolas de billar de marfil falso. Las bolas de nitrocelulosa (celuloide) en su interior explotaban a veces al impactar, produciendo un sonido muy parecido al de un disparo. Como puede imaginar, esto no salió bien en los salones de pistoleros con mesas de billar.

Es poco probable que desee hacer sus propias bolas de billar explosivas, pero es posible que desee probar la nitrocelulosa como propulsor de cohete modelo, como papel flash o como base de laca. La nitrocelulosa es extremadamente fácil de preparar, pero asegúrese de leer detenidamente las instrucciones antes de continuar. En lo que respecta a la seguridad: cualquier protocolo que involucre ácidos fuertes debe ser realizado por personas calificadas que usan el equipo de seguridad adecuado. La nitrocelulosa no puede almacenarse durante largos períodos de tiempo, ya que se descompone gradualmente en un polvo o sustancia inflamable (por lo que muchas películas antiguas no han sobrevivido hasta nuestros días). La nitrocelulosa tiene una temperatura baja de autoignición, así que manténgala alejada del calor o las llamas (hasta que esté listo para activarla). No requiere oxígeno para quemar, por lo que una vez que se enciende no se puede apagar el fuego con agua. Con todo eso en mente, así es como lo haces.

Conclusiones clave: hacer nitrocelulosa o papel flash

• La nitrocelulosa es un polímero altamente inflamable. También se conoce como papel flash, guncotton o cordón de flash.
• Todo lo que necesita hacer para producir nitrocelulosa es tratar la celulosa con ácido nítrico o cualquier otro agente nitrante fuerte. La celulosa puede provenir de papel, algodón, madera u otra materia vegetal..
• La nitrocelulosa fue hecha por primera vez por Alexander Parkes en 1862. Este fue el primer plástico hecho por el hombre, que se llamó Parkesine.
• Si bien es útil como plástico, la nitrocelulosa es igualmente popular por su inflamabilidad. El papel flash se quema casi instantáneamente y no deja residuos de cenizas..

Materiales de nitrocelulosa

El procedimiento de Christian Friedrich Schönbein ha sido ampliamente utilizado. Requiere 1 parte de algodón por 15 partes de ácido.

• ácido nítrico concentrado
• ácido sulfúrico concentrado
• bolas de algodón (celulosa casi pura)

Preparación de nitrocelulosa

1. Enfriar los ácidos por debajo de 0 ° C.
2. En una campana extractora, mezcle partes iguales de ácido nítrico y sulfúrico en un vaso de precipitados..
3. Caída de bolas de algodón en el ácido. Puede aplastarlos con una varilla de vidrio. No uses metal.
4. Permita que la reacción de nitración continúe durante aproximadamente 15 minutos (el tiempo de Schönbein fue de 2 minutos), luego vierta agua fría del grifo en el vaso de precipitados para diluir el ácido. Deje correr el agua por un rato.
5. Apague el agua y agregue un poco de bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio) al vaso de precipitados. El bicarbonato de sodio burbujeará a medida que neutraliza el ácido..
6. Usando una varilla de vidrio o un dedo enguantado, gire alrededor del algodón y agregue más bicarbonato de sodio. Puedes enjuagar con más agua. Continúe agregando bicarbonato de sodio y lavando el algodón nitrado hasta que ya no se observe burbujeo. La eliminación cuidadosa del ácido mejorará en gran medida la estabilidad de la nitrocelulosa..
7. Enjuague la celulosa nitrada con agua corriente y deje que se seque en un lugar fresco.

Los fragmentos de nitrocelulosa estallarán en llamas si se exponen al calor de un quemador o una cerilla. No toma mucho (calor o nitrocelulosa), ¡así que no te dejes llevar! Si quieres flash actual papel, puede nitrar papel ordinario (que es principalmente celulosa) de la misma manera que el algodón.

Química de hacer nitrocelulosa

La celulosa nitrante procede a medida que el ácido nítrico y la celulosa reaccionan para producir nitrato de celulosa y agua..

3HNO₃ + C_{6 6}H₁₀O_{5 5} → C_{6 6}H_{7 7}(NO₂)₃O_{5 5} + 3H₂O

No se requiere ácido sulfúrico para nitrar la celulosa, pero actúa como un catalizador para producir el ion nitronio, NO₂⁺. La reacción de primer orden se realiza mediante sustitución electrofílica en los centros C-OH de las moléculas de celulosa..

Fuentes

• Braconnot, Henri (1833). "De la transformación de más sustancias végétales en un principe nouveau". [Sobre la transformación de varias sustancias vegetales en una nueva sustancia]. Annales de Chimie et de Physique. 52: 290-294.
• Pelouze, Théophile-Jules (1838). "Sur les produits de l'action de l'acide nitrique concentré sur l'amidon et le ligneux". [Sobre los productos de la acción del ácido nítrico concentrado sobre almidón y madera]. Comptes Rendus. 7: 713-715.
• Schönbein, Christian Friedrich (1846). "Ueber Schiesswolle" [En guncotton]. Bericht über die Verhandlungen der Naturforschenden Gesellschaft en Basilea. 7: 27.
• Urbanski, Tadeusz (1965). Química y Tecnología de Explosivos. 1. Oxford: Pergamon Press. pp. 20-21.