Definition Materialien Materialien Durchführung Gefahren Probleme
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Cellulosenitrat oder auch umgangssprachlich Nitrozellulose (nicht korrekt, da keine RC-NO2 Gruppen vorhanden) ist ein Ester der Baumwolle mit der Nitratgruppierung RCO-NO2. Das bedeutet, dass bei einer Entzündung kein Sauerstoff zugeführt werden muss und die Reaktion von selbst abläuft, da in der nitrierten Cellulose der zur Verbrennung benötigte Sauerstoff gebunden ist. M. Lagger, L. Lipp, J. Raič, S. Seitz Energieprojekt 7AB - 2008 Verbrennung Herstellung Gasentwicklung bei Erwärmung von Cellulosenitrat Masse in g Materialien Materialien − Becherglas − Eiswürfel & Salz für Wasserbad − Glasstab − Stativ − Thermometer − Pinzette oder Tiegelzange − Schutzbrille − Handschuhe − Stativ − Kolbenprober − Waage − Schutzbrille − Glimmspan − Baumwollmaterialien − Salpetersäure HNO3 − Schwefelsäure H2SO4 − Mischverhältnis 2:1 Durchführung Die Baumwolle wird im Becherglas mit Hilfe der Salpetersäure und Schwefelsäure nitriert. Hierbei entsteht Cellolusenitrat. Nach dem nitrieren muss die zuvor nitrierte Baumwolle ausgewaschen werden, damit keine gefährlichen Schwefelester entstehen. Gefahren Bei der Nitrierung muss darauf geachtet werden, dass die Nitriersäure nicht über 35°C steigt, da sonst die NO2-Gruppen zerstört werden und weiters besteht bei zu hoher Temperatur die Gefahr von Säurespritzern. Probleme bei der Herstellung Cellulosenitrat Volumen in ml Definition Bei zu feuchter Baumwolle oder bei zu großen Baumwollstücken kann es sein, dass die Nitrierung nicht vollständig abläuft, da die Oberfläche eingeschränkt wird und somit bleibt bei der Verbrenung ein Rückstand. − Cellulosenitrat Durchführung Bei der Durchführung steht die Volumsausdehnung im Vordergrund. Hierbei wird ein Stück Cellulosenitrat in einem Kolbenprober durch Zuführung von Hitze zur Explosion gebracht. Trotz der geringen Menge an Cellulosenitrat findet eine starke Volumsausdehnung statt. Bei dieser Verbrennung ist die Zugabe von Sauerstoff nicht notwendig, da das Cellulosenitrat genüg Eigensauerstoff in NO2-Gruppen gebunden hat. Gefahren Das Tragen von Schutzbrillen ist dringend notwendig, da bei der Volumsausdehnugn eine große Menge an Explosionswärme (ca. 4400 kJ/kg) frei wird. Hierbei kann es passieren, dass die Glasapparatur (Kolbenprober) zersplittert. Die umherfliegenden Splitter können schwere Verletzungen hervorrufen. Probleme bei der Volumsausdehnung Durch die hohe Explosionstemperatur (ca. 3100°C) wechseln die Wassermoleküle in den gasförmigen Zustand, werden aber durch die rasche Abkühlung wieder verflüssigt. Dies führt zu einer extremen Ausdehnung und nachfolgendem Zusammenziehen. C12H14(NO3)6 → 3N2+9CO+3CO2+7H2O
