Universidad de Concepción. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Polímeros. Química Macromolecular.
“SINTESIS DE
NITROCELULOSA”
Integrantes: Victoria Pérgola Leon Katherin Jara Cáceres. Joselin Rivera Torres. Claudio Sandoval Muñoz. Carrera
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Pedagogía en Ciencias Naturales y Química.
Profesor(a): Mónica Pérez Rivera.
Concepción, 4 de Julio de 2011.
INTRODUCCIÓN:
El origen de la nitrocelulosa data a los años 1800-1900 aproximadamente. La historia relata que el germano-suizo Cristian Friedrich Schöbein (1799-1868), haciendo un experimento en su casa (1845) derramo una mezcla de ácido nítrico y sulfúric, y para secarlo utilizó el delantal de algodón de su mujer. Colgó el delantal a secar en la estufa, pero una vez de secarse este detonó y desapareció. En conclusión: había convertido la celulosa del delantal en nitrocelulosa. Los grupos nitro (procedentes del ácido nítrico) servían como una fuente interna de oxígeno, y la celulosa, al calentarse, se oxidó por completo en un instante. Schönbein comprendió las posibilidades del compuesto. La pólvora negra ordinaria explotaba entre un humo espeso, ennegreciendo las armas, ensuciando los cañones y las armas pequeñas y oscureciendo el campo de batalla. La nitrocelulosa hizo posible la pólvora sin humo, y por su potencial como propulsor en los proyectiles de artillería recibió el nombre de 'algodón-pólvora'. Los primeros intentos de fabricar algodón pólvora para fines militares fracasaron, debido al peligro de explosiones en las factorías. No fue hasta 1891 cuando Dewar y el químico inglés Frederick Augustus Abel (1827-1902) consiguieron preparar una mezcla segura a base de algodón pólvora. Debido a que la mezcla podía prensarse en largas cuerdas, se denominó 'cordita'. Y gracias a ella y a sus derivados, los soldados del siglo XX han disfrutado de un campo de observación diáfano mientras daban muerte a sus enemigos y eran muertos por éstos. La nitrocelulosa tiene diferentes aplicaciones dependiendo principalmente de su proceso de fabricación y de su grado de nitración. Es la nitrocelulosa con un elevado grado de nitración (> 12 %) la que se utiliza en pólvoras sin humo y dinamitas. La Utilización industrial de la nitrolelulosa es múltiple, entre ellas destacamos: Películas y filmes. Material de embalaje. Películas para moldes. Lacas y revestimientos. Mangos de herramientas. Juguetes. Accesorios deportivos.
OBJETIVOS: Síntesis de Nitrocelulosa a partir de algodón. PARTE EXPERIMENTAL: Se deben agregar en un vaso de precipitado 5mL de Ác. Nítrico e igual cantidad de Ac. Sulfúrico concentrados. Luego se deja enfriar la mezcla hasta los 20(ºC). Añadir 0,1 g (aproximado) de algodón desfibrado en la solución ácida, mantener por al menos 5 minutos, agitando con la bagueta de vidrio. El algodón parcialmente nitrado, se saca de la mezcla ácida con una varilla y se aprieta contra las paredes con ayuda de la pinza, eliminando la mayor cantidad de ácido posible. Lavar el algodón con abundante agua (2 veces) y luego con una pequeña cantidad de etanol, exprimir de igual manera que antes, dejando lo mas seco posible el algodón. Una vez lavado, el algodón nitrado se deja en digestión con 20 mL de una mezcla de volúmenes iguales de alcohol etílico y éter etílico, se deja decantar y luego al formarse una mezcla homogénea, se vierte una cantidad sobre el vidrio reloj y se espera que evapore.
Observa y anotar el aspecto y comportamiento de la película residual. Luego de secada la película, se prueba su combustibilidad a la llama. Anotar observaciones y comparar al colocar algodón. MATERIALES Y REACTIVOS: o o o o o o o
Vaso pp de 30 mL Pinza Mechero Probeta 25 mL Bagueta vidrio Placa de vidrio Termómetro
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Ácido Nítrico (conc) Etanol Algodón Acido Sulfúrico (conc)
RESULTADOS: a. Parte teórica.
Se denomina Nitrato de Celulosa (Nitrocelulosa) al material procedente de la reacción del ácido nítrico con el algodón, en presencia del ácido sulfúrico. FALTA IMÁGENES QUE MUESTRE LA ESTRUCTURA QUIMICA DE LA NITROCELULOSA O MEJOR AUN, LA REACCION.
La nitrocelulosa es un celuloide de aspecto líquido viscoso. Su Temperatura de degradación es de 130°C, y los Productos emitidos son: Dióxido de carbono. Monóxido de carbono. Acetaldehído. Humos de alquitrán. Formaldehído. Metanol, etanol. Ácido fórmico, ácido acético. Metano. Información sobre propiedades físicas y químicas básicas. Aspecto: escamoso Olor: inodoro Color: blanco pH: neutro Punto/intervalo de ebullición: no aplicable ºC Inflamabilidad (sólido, gas): no aplicable Propiedades explosivas: no aplicable Propiedades comburentes: no aplicable Presión de vapor: despreciable Densidad relativa: 300-650 km/m3 gr/cm3 Solubilidad: Los chips de nitrocelulosa son insolubles en agua Viscosidad: no aplicable Densidad de vapor: no aplicable Velocidad de evaporación: no aplicable
Resumen de aspectos relevantes a considerar de la Nitrocelulosa: La nitrocelulosa es uno de los plásticos más baratos. Es rígido y resistente al impacto. Admite técnicas finales de corte y mecanizado (evitando sobrecalentamiento). No es buen aislante eléctrico. El celuloide se disuelve en acetona y acetato de amilo. Es atacado por los ácidos y bases (poca resistencia química). Se endurece al envejecer y es atacado por la radiación solar. Es inflamable, con deflagración. Los productos emitidos en la degradación térmica son tóxicos.
b. Observaciones: - Al trabajar con los ácidos antes nombrados, se percibe en el ambiente una sensación desagradable, con vapores y ambiente tóxico. - Combustibilidad: al quemar a la llama la película, esta ardió de forma inmediata, dejando no más que una estela y un fulgor, como percepción visual. En cambio el algodón, se demora mas tiempo en consumirse, dejando un pequeño residuo. FALTA IMÁGENES QUE MUESTREN cómo es la nitrocelulosa ( algo parecido a lo que preparamos en el laboratorio)
