Nitrato de celulosa

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Nitrato de celulosa
Nitrocellulose-2D-skeletal.png
Nitrocellulose-3D-balls.png
Nombre IUPAC
Nitrato de celulosa
General
Otros nombres Nitrocelulosa
Fórmula molecular ?
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El nitrato de celulosa, nitrocelulosa, fulmicotón, celuloide o algodón pólvora es un sólido parecido al algodón, o un líquido gelatinoso ligeramente amarillo o incoloro con olor a éter. Fue sintetizado por primera vez en el año 1846 por Christian Schönbein. Se emplea en la elaboración de explosivos, propulsores para cohetes, celuloide (base transparente para las emulsiones de las películas fotográficas) y como materia prima en la elaboración de pinturas, lacas, barnices, tintas, selladores y otros productos similares. Es famoso su uso tradicional como laca nitrocelulósica aplicada como acabado sobre la madera en guitarras eléctricas de calidad como ocurre con las guitarras Gibson.[cita requerida]

Historia[editar]

Obus Shrapnell alemán, con funda (bolsa) cargada de cordones de nitrocelulosa
Carga o "cartucho" de cordita (cartucho 63½ lb (¼ carga) para cañon de marina (BL 12 pulgadas Mk IX cañones navales) de acorazados de la clase rey Eduardo VII.

Henri Braconnot descubrió en 1832 que el ácido nítrico, cuando se combina con fibras de almidón o de madera, producía un material explosivo combustible ligero, que llamó xyloïdine.[1] Pocos años después, en 1838, otro químico francés, Théophile-Jules Pelouze (profesor de Ascanio Sobrero y Alfred Nobel), trató papel y cartón de la misma manera.[2] Jean-Baptiste Dumas obtuvo un material similar, al que llamó nitramidina.[3] Estas sustancias son altamente inestables y no eran explosivos prácticos.

Sin embargo, hacia 1846 Christian Friedrich Schönbein, un químico alemán-suizo, descubrió una solución más práctica.[4]

Fue el químico francés Paul Vieille, quien, al final del siglo XIX descubrió un método para utilizar nitrocelulosa como polvo blanco sin ahumar. El algodón se utilizó a menudo para la fabricación de donde los nombres de «algodón polvo» y fulmicotón.

En 1875, Alfred Nobel se hirió un dedo en su laboratorio francés de Sevran. Se trató la herida mediante la aplicación de colodión. Al reflexionar sobre la composición del vendaje líquido, tuvo la idea de mezclar la nitroglicerina con la nitrocelulosa. Depositó la patente de su invento con el nombre de «dinamita goma» o «dinamita de base activa».[5]

Fabricación[editar]

Se sintetiza a base de algodón, ácido nítrico y ácido sulfúrico, materias primas parecidas a las utilizadas para la síntesis de la nitroglicerina. Así forma principalmente nitrato de celulosa.

Para obtenerlo se hace una mezcla de un volumen de ácido nítrico (HNO3) y tres volúmenes de ácido sulfúrico (H2SO4), pues la reacción de la celulosa con el ácido nítrico, además de formar la nitrocelulosa, produce agua, la cual diluye rápidamente al ácido nítrico. Al ser el ácido sulfúrico higroscópico, éste toma el exceso de agua de la reacción, sin diluir al ácido nítrico.

Cuando la mezcla de ambos ácidos está fría, se introduce algodón de modo que, si éste resultara excesivo, se produciría una reacción química saliendo humo marrón, mientras la mezcla ácida corroe el algodón, y dura unos 15 minutos estabilizando la temperatura. Luego se enfría, (ya que la reacción es muy exotérmica), después de lo cual se lava con agua y, a continuación, con bicarbonato de sodio (NaHCO3), que eliminará posibles residuos de ácido. Es importante no lavar jamás con acetona. La acetona, en presencia de ácido sulfúrico, reacciona violentamente. Aunque la reacción se favorece fuertemente en presencia de agua oxigenada, la simple mezcla de la acetona con el ácido sulfúrico puede resultar explosiva.

Una vez fabricada, conserva el aspecto de algodón ordinario, aunque la nitrocelulosa es más áspera al tacto.

Nitrocelulosa.

La obtención descrita anteriormente genera una nitrocelulosa altamente explosiva y peligrosa, con un grado altisímo de pureza, por lo que se recomienda variar las proporciones con respecto al ácido sulfúrico si se desea hacer demostraciones sencillas. Cuanto menos ácido sulfúrico sea usado (Con respecto a la propoción 1HNO3:3H2SO4), menor grado de pureza tendrá la nitrocelulosa.

Una vez seco, es soluble en el dietiléter, acetona y el éter acético. Se enciende a 120 °C. Al arder produce dióxido de carbono, monóxido de carbono, agua y nitrógeno.

La nitrocelulosa se obtiene, a nivel industrial, por nitración de alfa-celulosa de algodón o pulpa de madera.

Propiedades[editar]

Es uno de los explosivos plásticos más baratos. Es rígido y resistente al impacto. Admite técnicas finales de corte y mecanizado (evitando sobrecalentamiento). No es un 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.

Es muy estable en comparación con la nitroglicerina, incluso es más estable que la pólvora. Los magos e ilusionistas lo utilizan para crear ilusiones con fuego o explosiones y no deja cenizas.

Anecdotario[editar]

  • Este explosivo es el que se usa en el libro de Julio Verne "De la Tierra a la Luna" (1865) para impulsar la bala que transporta a los protagonistas en su periplo. También explica Verne cómo fabricarlo en su libro "La Isla Misteriosa", con la finalidad de ahorrar pólvora.
  • En la revista Detective Comics n.º 62 de abril de 1942, el Joker usa la nitrocelulosa para escapar de la cárcel removiéndola de naipes.
  • En la película Ahora me ves ... (Louis Leterrier, 2013) se hace referencia al mismo como el compuesto del que eventualmente estaban hechos unos billetes de euros que por arte de magia desaparecen de una caja de seguridad

Notas[editar]

  1. H. Braconnot (1833) "De la transformation de plusieurs substances végétales en un principe nouveau", Annales de Chimie et de Physique, 52 : 290-294. En la página 293, Braconnot nombra a la nitrocelulosa xyloïdine.
  2. J. Pelouze (1838) "Sur les produits de l'action de l'acide nitrique concentré sur l'amidon et le ligneux" (On the products of the action of concentrated nitric acid on starch and wood), Comptes rendus … , 7 : 713-715.
  3. Jean-Baptiste Dumas, Traité de Chimie Appliquée aux Arts (Paris, France: Bechet Jeune, 1843), vol. 6, page 90. En la página 90: Il y a quelques années, M. Braconnot reconnut que l'acide nitrique concentré, convertit l'amidon, le ligneux, la cellulose, et quelques autres substances en un matière qu'il nomma xyloïdine, et que j'appellerai nitramidine.
  4. Schönbein comunicó primero su descubrimiento a la Naturforschende Gesellschaft de Basilea, Suiza el 11 de marzo de 1846: En una carta, posteriormente comunicó su descubrimiento a la Academia de Ciencias de Francia:
  5. Salles Christine; Paulilles : le forgeage d'un territoire-outil. 1870-1911 ; Mémoire de Master II, Université de Perpignan, 2010, 502 pages

Véase también[editar]

Enlaces externos[editar]