صنع النيتروسليلوز (القطن البارودي) — عملية النترة التي أطلقت البارود عديم الدخان واللدائن

في عام 1846، سكب كريستيان فريدريش شونباين، أستاذ في بازل، عن طريق الخطأ خليطاً من حمضي النيتريك والكبريتيك على طاولة مطبخه. مسحه بمئزر زوجته القطني، وعلقه بجانب الموقد ليجف — فاشتعل واختفى. أدرك شونباين على الفور أهمية الأمر: إذ حولت الأحماض السليلوز إلى مادة جديدة، هي النيتروسليلوز (ثلاثي نترات السليلوز، [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]ₙ)، والتي احترقت بسرعة فائقة ولم تترك دخاناً ولا بقايا.

الكيمياء هنا هي تفاعل أسترة: تُستبدل المجموعات الهيدروكسيلية الثلاث (-OH) في كل وحدة غلوكوز من سلسلة السليلوز بمجموعات إستر نترات (-ONO₂) باستخدام خليط من حمض النيتريك المركز (عامل النترة) وحمض الكبريتيك المركز (عامل النزع للماء الذي يدفع التفاعل إلى الاكتمال). يجب أن يكون الخليط الحمضي مبرداً بالثلج، فالحرارة تسبب التحلل وقد تُشعل احتراقاً عنيفاً للمنتج وهو ما زال في الحمض.

كان للنيتروسليلوز عاقبتان هائلتان. أولاً، أصبح أساس البارود عديم الدخان، وهو أفضل بكثير من البارود الأسود لأنه لا ينتج دخاناً يحجب الرؤية وينتج ثلاثة أضعاف حجم الغاز لكل غرام. الكوردايت والبالستيت وجميع الوقودات الحديثة تستند إلى اكتشاف شونباين. ثانياً، عند تليينه بالكافور يصبح النيتروسليلوز سيلولويد، أول لدائن تجارية (1869) والمادة التي جعلت السينما ممكنة.

SAFETY WARNING: النيتروسليلوز HIGH EXPLOSIVE عند الجفاف. وهو حساس للصدمة والاحتكاك، ويمكن أن ينفجر. النترة نفسها خطيرة، فالخليط الحمضي شديد التآكل، ويمكن أن يخرج التفاعل عن السيطرة إذا فُقد التحكم في درجة الحرارة. يجب ONLY إجراء هذه التجربة تحت ظروف مختبرية صارمة مع معدات السلامة الكاملة والتحكم في درجة الحرارة بحمام الثلج والتدريب المناسب. خزّن المنتج WET — فالنيتروسليلوز الجاف خطر تفجير جسيم.