Отримання нітроцелюлози (піроксиліну) — нітрування, що започаткувало бездимний порох і пластмаси

У 1846 році Крістіан Фрідріх Шенбейн, професор з Базеля, випадково пролив суміш азотної та сірчаної кислот на свій кухонний стіл. Він витер її бавовняним фартухом своєї дружини, повісив сушитися біля печі — і той спалахнув і зник. Шенбейн одразу усвідомив значення: кислоти перетворили целюлозу на нову речовину, нітроцелюлозу (целюлозний тринітрат, [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]ₙ), яка горіла надзвичайно швидко і не залишала ні диму, ні залишку.

Хімія — це етерифікація: три гідроксильні групи (-OH) на кожній глюкозній ланці целюлозного ланцюга замінюються нітратними складноефірними групами (-ONO₂) за допомогою суміші концентрованої азотної кислоти (нітруючого агента) та концентрованої сірчаної кислоти (дегідратуючого агента, що доводить реакцію до кінця). Змішана кислота має бути охолодженою льодом — нагрівання спричиняє розкладання і може викликати бурхливе згоряння продукту ще в кислоті.

Нітроцелюлоза мала два величезних наслідки. По-перше, вона стала основою бездимного пороху — значно кращого за чорний порох, оскільки не утворює диму, що затуляє видимість, і виділяє втричі більше газів на грам. Кордит, балліститт та всі сучасні пороховi заряди базуються на відкритті Шенбейна. По-друге, пластифікована камфорою нітроцелюлоза стає целулоїдом — першою комерційною пластмасою (1869) і матеріалом, що зробив можливим кінематограф.

SAFETY WARNING: Нітроцелюлоза є HIGH EXPLOSIVE у сухому стані. Вона чутлива до удару, тертя і може детонувати. Саме нітрування небезпечне — змішана кислота дуже корозійна, а реакція може вийти з-під контролю при втраті контролю температури. Цей дослід ONLY має проводитися за суворих лабораторних умов з повним захисним обладнанням, контролем температури в льодяній бані та належним навчанням. Зберігайте продукт WET — суха нітроцелюлоза є серйозною небезпекою детонації.