Inledning
Nitroföreningar och organiska nitrater är mycket brandfarliga, och många är dessutom explosiva. Genom att behandla bomull (i princip ren cellulosa) med koncentrerad salpetersyra och med koncentrerad svavelsyra som katalysator nitreras OH-grupperna i cellulosan. I demonstrationen visas hur lättantändligt bomullskrutet är.
Material
Kemikalier
- Konc. salpetersyra
- Konc. svavelsyra
- Bomull (och bomullskrut)
- Universalindikatorpapper
Annan materiel
- Bägare, 250 ml
- Mätcylinder, 100 ml
- Glasstav
- Trefot med trådnät
- Tändstickor
- Kokrör med kork
- Stativ med muff och klämmare.
Gör såhär
Förberedelser
- Häll 50 ml konc. svavelsyra i 100 ml konc. salpetersyra i bägaren.
- OBS! Blandningen blir varm!
- Ställ blandningen i kylskåp över natt.
- Lägg bomull i den avkylda blandningen. Låt bomullen ligga i blandningen i minst 15 minuter.
- Ta med hjälp av glasstav upp bomullskrutet som nu har bildats. Tvätta först med rikligt med kallt vatten och sedan med varmt vatten. Tvätta till universalindikatorpapper visar att det inte längre är surt.
- Låt bomullskrutet torka i rumstemperatur över natt.
Demonstration
- Placera en bit bomull på trådnätet på trefoten, och antänd det med en tändsticka. Notera hur långsamt det brinner, och att det blir kvar ej förbrända rester.
- Placera en lika stor bit bomullskrut på trådnätet på trefoten, och antänd det med en tändsticka. Notera hur fort det brinner, och att ingen aska blir kvar.
- Fäst ett kokrör i 45° vinkel i ett stativ.
- För ner lite bomullskrut i botten av kokröret och sätt på korken.
- Se till att röret inte är riktat mot någon, och värm med brännare på bomullskrutet i provröret. Korken flyger iväg med en rejäl knall!
Strukturformeln för nitrocellulosa (bomullskrut).
Nitrocellulosa (bomullskrut) är mycket eldfängt.
Frågor att besvara
- Varför brinner bomullskrutet häftigare än bomullen?
- Varför räcker det att värma på bomullskrutet för att det ska ta fyr?
Riskanalys
Demonstrationen är riskfylld. Den koncentrerade svavelsyran blir mycket varm när den hälls i salpetersyran. Därför är det mycket viktigt att svavelsyran hälls i salpetersyran (och inte tvärtom). Det är också nödvändigt att bära labbrock och skyddsglasögon under hela tillverkningen av bomullskrutet. Vid stänk på huden, skölj genast med mycket vatten. Vid stänk i ögonen, skölj genast med mycket vatten och tillkalla läkare.
Det bildade bomullskrutet är mycket brandfarligt. Se till att bomullskrut som inte används för tillfället är långt ifrån eld och värmekällor. Explosionsrisk föreligger när bomullskrutet förbränns i kokrör. Därför måste experimentet utföras bakom plexiglasskärm, och labbrock och skyddsglasögon måste bäras av den som utför experimentet.
Överbliven bomullskrut får inte sparas (på grund av brandrisken), utan bör användas och förbrännas direkt (under kontrollerade former).
Tillkännagivande
Den här laborationen har jag inte kommit på själv, utan inspirerats till av kolleger på Polhemskolan och Spyken i Lund. Jag har dock bearbetat och anpassat den till mina egna behov.
