Nitrocelulose - Síntese
Autor: clube da malaca | Publicado: 2011-01-07T11:44:00-08:00

  Introdução:-Trinitrocelulose, nitrocelulose, nitrato de celulose, algodão-pólvora, gun cotton ou NC é um composto explosivo obtido basicamente da trinitração da celulose; normalmente usam algodão ou papel como fonte de celulose, C6H10O5.CeluloseÉ muito usado na fabricação de ignitores elétricos, como propelentes para canhões de grande porte, propulsores para foguetes, na composição das pólvoras; se empregou para celulóide (base transparente para as emulsões das películas fotográficas), como matéria prima na elaboração de pinturas, lacas, vernizes, plásticos, tintas, seladores e outros produtos similares.O termo trinitrocelulose é adequadamente empregado quando a nitração chega a atingir 3 radicais nitro para cada monômero de glicose da celulose, alcançando um conteúdo de 9,13% em Nitrogênio. Seu aspecto assemelha-se muito ao algodão ou a um líquido gelatinoso ligeiramente amarelo ou incolor com odor a éter. Uma das maiores vantagens da trinitrocelulose é que ela praticamente não deixa resíduos após a explosão, exceto um forte porém temporário cheiro no ar.NitroceluloseVisão geral do processo:-Obtém-se adicionando Celulose à uma mistura de 3 para 1 de ácido sulfúrico concentrado mais ácido nítrico concentrado (esta mistura é chamada de "mistura sulfonítrica"), respectivamente, lavando-se com água destilada logo em seguida. O resultado é um algodão de mesmo aspecto, porém com uma consistência mais áspera, que possui uma inflamabilidade muito elevada.* C6H10O5 + 2 HNO3 → C6H8(NO2)2O5 + 2 H2O* Celulose + 2 Ácido Nítrico → Nitrocelulose + ÁguaNão só eu, mas a maioria dos amadores que fazem NC utilizam um artifício para poupar o precioso Ácido Nítrico (HNO3); consiste em adicionar algum nitrato no ácido sulfúrico em excesso pra a partir daí já ter em mãos a mistura sulfonítrica (que é necessária para a nitração). Baseado nisso fiz um tutorial utilizando KNO3 e H2SO4, mas comentarei isso mais a frente.Reagentes Necessários para nitração do ALGODÃO (CELULOSE)- 150 ml de H2SO4 - Ácido sulfúrico 95%; Informações de Segurança - http://casquimica.com.br/fispq/acidosulfurico.pdf ; obtido no comércio com o nome de Ácido de Bateria(33,5%), bastando concentrar a solução para obter no mínimo 90% de concentração, e depois fazer uma regra de 3 simples para seguir a mesma proporção.- 68 g de KNO3 - Nitrato de potássio; Informações de Segurança - http://www.jaragua.com.br/pdf/FISPQ%20Nitrato%20de%20Potassio%20NPT2.pdf ; obtido reagindo NaNO3 e KCl e logo em seguida fazendo um processo de cristalização fracionada (veja o seguinte artigo - http://clubedamalaca.blogspot.com/2011/01/nitrato-de-potassio-sintese.html), ou então compre um fertilizante a base de KNO3, Krista-K por exemplo (veja no Mercado Livre).- 6g de Algodão – Celulose/C6H10O5Notas:___________1) Se você não possuir KNO3 poderá substituir por qualquer outro nitrato, sabendo que o que realmente interessa é que o nitrato reagirá com o H2SO4 formando o HNO3 (ácido nítrico) para a nitração da celulose; basta ter algum cuidado com a quantidade usada.2) Caso você queira usar HNO3 diretamente, basta fazer uma mistura sulfonítrica como dita anteriormente (na introdução) e repetir o restante do meu método.Veja nos vídeos situações como essa ou siga o seguinte tutorial clicando AQUI.3) Evite armazenar a nitrocelulose para evitar acidentes ou inconvenientes, por isso sempre faça-a antes de usar.4) Cuidado na manipulação das substâncias envolvidas e na liberação de gases tóxicos durante o processo, leia o atenciosamente o parágrafo a seguir ‘’Atenção’’!ATEÇÃO: Durante todo o processo aparecem situações de risco, pois você estará manipulando ácidos e entrará em contato com gases; por isso use todos os EPI's de segurança, faça isso num lugar bem ventilado e tenha um termômetro comum em mãos que lhe será muito útil durante o processo para ver se realmente há um controle na temperatura.Síntese:  1ª etapa - Preparação do AlgodãoEsta primeira etapa é uma dica para que mais algodão seja colocado e consequentemente aumentar o rendimento. Prepare uma solução 4% de NaOH (Hidróxido de Sódio/Soda Cáustica; CUIDADO, CORROSIVO!) colocando 4g de NaOH para cada 100mL de água. Ferva algumas gramas de Algodão (mais do que 6g, só para garantir) na solução previamente feita por pelo menos 1 hora, adicionando água de tempo em tempo para repor o que foi vaporizado. Retire o algodão da solução, lave-o em 300mL de água 3 vezes e então lave em uma solução contendo 50mL de vinagre em 100mL de água e deixe secar bem.2ª etapa – Preparação da solução sulfonítrica-Ponha 150 ml de H2SO4 95% concentrado num recipiente de vidro (se a pureza for menor, tente destilar o que você tem, se não der pra destilar faça uns cálculos de regra de 3 para seguir a mesma proporção. Mas faça com uma pureza não muito baixa, use 90% no mínimo).Aqueça o recipiente até 60ºC (evite a fervura a todo custo, tenha um controle seguro sobre a temperatura). Ponha os 68g KNO3 aos poucos no ácido aquecido, e vá agitando mecanicamente com uma baqueta até se dissolver (cuidado com essa parte, tente não inalar os gases liberados pela mistura do KNO3 e o H2SO4, podem causar problemas; então faça isso numa capela de laboratório ou num lugar muito ventilado).Depois que a solução dentro do recipiente se estabilizar (isso indica que ali contém ácido nítrico), coloque o recipiente num banho de água gelada (água + gelo + sal), e com ajuda de um termômetro comum fique sempre vendo se a temperatura está realmente segura (por volta de 20 graus, nunca deixe acima disso ou estará em risco). 3ª etapa – Preparação da NitrocelulosePonha 6g de algodão (celulose) no recipiente e espere de 5 a 10 horas até haver a nitração completa do algodão. Respeite o limite de tempo, pois pode haver decomposição caso haja exposição à sulfonítrica por mais de 24 horas (dependendo do tempo de reação, sua NC será melhor, veja o primeiro vídeo da sessão).4ª etapa – Lavagem do ProdutoEm seguida, com ajuda de uma pinça, pegue o algodão e mergulhe-o em água (o volume de água dependerá do volume da sulfonítrica, use a proporção 5:1, ou seja, para cada 100ml de sulfonítrica usada no processo coloque 500ml de água). Repita essa lavagem 3 vezes. Depois faça uma solução de Bicarbonato de sódio em água (use 25g de NaHCO3 (Bicarbonato de Sódio,vendido em farmácias) para cada 100ml de água) e mergulhe o algodão, caso haja evolução de bolhas, quer dizer que ainda há resquícios de ácidos ali, então repita a primeira lavagem, mas trocando de água.5ª etapa – Secagem do produtoA secagem consiste em deixar a nitrocelulose num recipiente à temperatura ambiente. Depois de algum tempo cheque se o algodão está realmente seco, basta espremê-lo com um pinça e ver se não sai nenhum tipo de líquido, e depois checar a umidade com a sensibilidade das mãos mesmo. Se estiver tudo ok, aproxime uma chama ao algodão e sua NC queimará sem deixar vestígios. Resultados:Gostei muito dos resultados, seguir quase que fielmente o autor do 1º vídeo da nossa sessão. Assim como ele, depois de 1 hora tirei um pedaço do algodão; depois de 5 horas tirei outra parte do algodão; e depois de 1 dia tirei o restante, e fiz os testes. As duas últimas partes do algodão que foram retiradas da solução sulfonítrica foram as melhores, não consigo descrever qual teve a melhor queima.Outros métodos:Dentre os vários métodos que eu encontrei na net, o mais comum, e aparentemente o mais eficaz, é o que usam HNO3 (Ácido Nítrico) diretamente. Como HNO3 concentrado é um precioso ácido (e caro também, numa loja de produtos químicos ‘’Daneto’’ aqui perto chega a 25 reais o litro do HNO3 53%, que é mais ou menos a média de preço no Brasil), optei em reagir KNO3 com H2SO4 para obter uma mistura de, principalmente, HNO3 e H2SO4 mais adiante no procedimento. Veja os vídeos de síntese que postarei adiante ou faça download do tutorial abaixo para ver o método em questão:http://www.4shared.com/document/otx-P0lf/NC_-_2completed_-_Falta_fotos_.htmlVídeos da Síntese:http://www.youtube.com/watch?v=h6MCJZrPlXEhttp://www.youtube.com/watch?v=ZDPsCvexvsAhttp://www.youtube.com/watch?v=0eKLzm6Qx_s&amp;feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=csM-s5bhhSYVídeos de Testes:http://www.youtube.com/watch?v=me0x8VfToi8http://www.youtube.com/watch?v=Vf_ibkhRAwo&amp;feature=related