Fabricación de nitrocelulosa (algodón pólvora) — La nitración que dio origen a la pólvora sin humo y a los plásticos

En 1846, Christian Friedrich Schönbein, profesor en Basilea, derramó accidentalmente una mezcla de ácidos nítrico y sulfúrico sobre la mesa de su cocina. La limpió con el delantal de algodón de su esposa, lo colgó junto a la estufa para secarlo, y este se encendió en llamas y desapareció. Schönbein comprendió de inmediato la importancia: los ácidos habían transformado la celulosa en una nueva sustancia, la nitrocelulosa (trinitrato de celulosa, [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]ₙ), que ardía con una rapidez extraordinaria y no dejaba humo ni residuo.

La química es una esterificación: los tres grupos hidroxilo (-OH) de cada unidad de glucosa de la cadena de celulosa se reemplazan por grupos éster nitrato (-ONO₂) mediante una mezcla de ácido nítrico concentrado (el agente nitrante) y ácido sulfúrico concentrado (el agente deshidratante que impulsa la reacción hasta completarla). La mezcla ácida debe estar helada: el calor provoca la descomposición y puede desencadenar una combustión violenta del producto mientras aún está en el ácido.

La nitrocelulosa tuvo dos consecuencias enormes. Primero, dio lugar a la pólvora sin humo, muy superior a la pólvora negra porque no produce humo que oscurezca la visión y genera tres veces el volumen de gas por gramo. La cordita, la balistita y todos los propulsores modernos se basan en el descubrimiento de Schönbein. Segundo, cuando se plastifica con alcanfor, la nitrocelulosa se convierte en celuloide: el primer plástico comercial (1869) y el material que hizo posible el cine.

SAFETY WARNING: La nitrocelulosa es un HIGH EXPLOSIVE cuando está seca. Es sensible a los golpes, sensible a la fricción y puede detonar. La nitración en sí es peligrosa: la mezcla ácida es violentamente corrosiva, y la reacción puede descontrolarse si se pierde el control de la temperatura. Este experimento debe ONLY realizarse bajo estrictas condiciones de laboratorio, con equipo de seguridad completo, control de temperatura con baño de hielo y formación adecuada. Almacene el producto WET: la nitrocelulosa seca es un grave peligro de detonación.