Meng in een erlenmeyer 15 mL geconcentreerd zwavelzuur met 10 gram ammoniumnitraat. Doe een rubberen stop
op de erlenmeyer. Kwispel zo nu en dan. Het mengsel wordt een beetje warm en het ammoniumnitraat lost nagenoeg
geheel op. Laat enige tijd staan om af te koelen.
Neem 2 gram gewone, katoenen watten, vooral geen vette! Maak er wat plukjes van.
Uitvoering van de proef:
Neem de erlenmeyer mee naar buiten. Haal de stop eraf en doe er de plukjes watten in. Roer met de roerstaaf
zodat de plukjes bevochtigd worden door het zuur. Voorzichtig, er komt wat witte rook in (en uit) de erlenmeyer.
Dat is een schadelijke damp! Sluit de erlenmeyer weer af en zet hem weg op een veilige plaats.
Daar moet het mengsel rustig een dag blijven staan.
Voeg dan langzaam 200 mL water toe. Het mengsel wordt warm. Koel eventueel door de erlenmeyer in koud water te houden.
Roer en giet de hele inhoud, inclusief de plukjes
watten, in een trechter die op de andere erlenmeyer staat. Trek de plukjes desnoods met een pincet eruit.
Laat uitlekken, doe de watten in een bekerglas met wat water.
Los in de eerste, nu lege erlenmeyer de kristalsoda op. Gebruik wat van deze oplossing om de inhoud van het bekerglas
te neutraliseren.
Spoel de watten na, knijp ze uit en leg ze goed te drogen. Als ze
helemaal droog zijn, haal je er een plukje af. Steek dat aan met een lucifer. Het brandt supersnel op.
Verklaring:
Katoenen watten bestaan uit cellulose. Dat wordt door nitreerzuur genitreerd (eigenlijk veresterd; de juiste naam
is dan ook niet nitrocellulose, maar cellulosenitraat). Nitreerzuur
is een mengsel van geconcentreerd zwavelzuur met idem salpeterzuur. Omdat
rokend salpeterzuur moeilijk verkrijgbaar is, gebruik je in plaats daarvan ammoniumnitraat dat de
salpeterzuurcomponent levert volgens:
Structuur van cellulosenitraat. |
NH4NO3 + H2SO4 →
NH4HSO4 + HNO3
Het nitreerzuur haakt vervolgens de nitraatgroepen aan het cellulose waarbij H en OH wordt afgesplitst van
HNO3 en de cellulose.
Het hangt van de bereidingswijze af hoeveel nitraatgroepen worden aangekoppeld.
Bij de hier gebruikte methode
zijn dat er niet zoveel zodat het schietkatoen dat je maakt, vrij onschuldig is. Wel is de
reactiviteit van het nitraat-zwavelzuurmengsel zó hoog dat je moet opletten dat de reactie niet te snel
gaat en dan een z.g. thermal runaway veroorzaakt. Dat is een reactie die uit de hand loopt doordat de
verhoogde temperatuur de reactie sneller doet verlopen, zodat de temperatuur nog verder oploopt, enz.
Houd een bakje koud water bij de hand zodat je een te heet erlenmeyertje kunt koelen.
|
Na afloop van de proef:
Verdun het nitreermengsel en neutraliseer met opgeloste soda. Daarna kan alles door de gootsteen.
