Kutengeneza Nitrocellulose (Guncotton) — Mchakato wa Nitration Uliozindua Baruti Isiyotoa Moshi na Plastiki

Mnamo 1846, Christian Friedrich Schönbein, profesa huko Basel, alimwaga kwa bahati mchanganyiko wa asidi ya nitriki na asidi ya sulfuriki juu ya meza yake ya jikoni. Aliifuta kwa aproni ya pamba ya mkewe, akaitundika karibu na jiko ili ikauke — na ikawaka moto mara moja na kutoweka. Schönbein alitambua mara moja umuhimu wake: asidi hizo zilikuwa zimebadilisha selulosi kuwa dutu mpya, nitrocellulose (selulosi trinitrate, [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]ₙ), ambayo iliungua kwa kasi ya ajabu na haikuacha moshi wala mabaki.

Kemia hii ni esterification: makundi matatu ya hidroksili (-OH) kwenye kila kitengo cha glukosi cha mnyororo wa selulosi yanabadilishwa na makundi ya nitrate ester (-ONO₂) kwa kutumia mchanganyiko wa asidi ya nitriki iliyokolea (wakala wa nitration) na asidi ya sulfuriki iliyokolea (wakala wa kuondoa maji anayesukuma mmenyuko hadi ukamilike). Mchanganyiko wa asidi lazima uwe baridi sana — joto husababisha mtengano na linaweza kuchochea mwako wa vurugu wa bidhaa ikiwa bado iko kwenye asidi.

Nitrocellulose ilikuwa na matokeo mawili makubwa. Kwanza, ikawa msingi wa baruti isiyotoa moshi — bora zaidi kuliko baruti nyeusi kwa sababu haitoi moshi unaozuia kuona na ina mara tatu ya ujazo wa gesi kwa kila gramu. Cordite, ballistite, na vilipuzi vyote vya kisasa vinategemea ugunduzi wa Schönbein. Pili, inapochanganywa na kafuri kuwa laini (plasticised), nitrocellulose inakuwa celluloid — plastiki ya kwanza ya kibiashara (1869) na nyenzo iliyofanya sinema iwezekane.

SAFETY WARNING: Nitrocellulose ni HIGH EXPLOSIVE inapokuwa kavu. Ni nyeti kwa mshtuko, nyeti kwa msuguano, na inaweza kulipuka. Nitration yenyewe ni hatari — mchanganyiko wa asidi ni babuzi sana, na mmenyuko unaweza kukimbia ikiwa udhibiti wa joto utapotea. Jaribio hili lazima ONLY lifanyike chini ya hali kali za maabara zenye vifaa kamili vya usalama, udhibiti wa joto kwa kutumia bafu ya barafu, na mafunzo sahihi. Hifadhi bidhaa WET — nitrocellulose kavu ni hatari kubwa ya mlipuko.