Titel: Pelouze, über die Elementar-Zusammensetzung der chemisch reinen Schießbaumwolle.
Autor: Pelouze, Théophile Jules
Fundstelle: 1847, Band 103, Nr. XLVII. (S. 224–227)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj103/ar103047

XLVII. Ueber die Elementar-Zusammensetzung der chemisch reinen Schießbaumwolle oder des Pyroxylins; von J. Pelouze.

Aus den Comptes rendus, Jan. 1847, Nr. 1.

Bereitung des Pyroxylins. Bei der Einwirkung der concentrirten Salpetersäure auf die Cellulose scheinen bloß Wasser und Pyroxylin zu entstehen; es entbindet sich dabei kein Gas; wenn man die zurückbleibende saure Flüssigkeit mit Ammoniak sättigt, abdampft und durch Erhitzen zersetzt, so hinterläßt sie keinen Rückstand und liefert keine Kohlensäure oder nur Spuren davon; die anfängliche Dichtigkeit der Säuremischung hat sich aber vermindert, sie wird wässeriger und eignet sich bald nicht mehr zur Bereitung einer neuen Quantität Schießbaumwolle. Der Zusatz von Schwefelsäure ist für eine ökonomische Fabrication der Schießwolle wichtig, sie hat aber auf den Proceß selbst keinen Einfluß. Die Baumwolle verändert kaum ihr Aussehen und ihre Umänderung in Pyroxylin erfolgt fast augenblicklich.

Damit die normale Wirkung stattfindet, wobei bloß Wasser und Pyroxylin entstehen, muß man bei niedriger Temperatur operiren und reine Körper anwenden; namentlich muß man die Baumwolle rasch und vollständig in die Säure eintauchen, damit sich die entwickelte Wärme in der ganzen Masse der Flüssigkeit vertheilen kann. Wenn die Baumwolle fremdartige Substanzen enthält, so liefert sie natürlich weniger Pyroxylin, weil diese Substanzen von der Salpetersäure aufgelöst oder zerstört werden. Baumwolle, welche mittelst Alkalien, Säuren, Aether |225| und Alkohol gereinigt worden ist, liefert immer gleich viel Pyroxylin, man mag sie nur einige Minuten oder achtzehn Stunden lang in eine Mischung aus gleichen Volumen reiner Salpetersäure und Schwefelsäure (Monohydrate) eintauchen; 100 Gewichtstheile gereinigte und bei 150° C. ausgetrocknete Baumwolle (reine Cellulose) geben 175 Theile Pyroxylin. Dieses Pyroxylin wurde vor dem Wägen bei einer Temperatur zwischen 40 bis 55° C. ausgetrocknet. Bei dieser Temperatur verändert es sich nicht merklich; aber stärker erwärmt, gegen 100° C., riecht es deutlich nach Salpetersäure und zersetzt sich, obgleich langsam. Im Verlauf einer Stunde kann es zwischen 100 und 110° C. zehn Proc. an Gewicht verlieren22); es wird dabei gelb, sehr zerreiblich und entzündet sich nicht selten plötzlich. Beim wiederholten Eintauchen in die Säuren nimmt das ausgetrocknete Pyroxylin nicht mehr an Gewicht zu, im Gegentheil löst sich davon eine sehr kleine Menge auf, welche das Wasser in Form einiger leichten weißen Flocken niederschlägt.

In Essigäther ist das Pyroxylin vollkommen auflöslich; diese merkwürdige Beobachtung verdankt man Hrn. Nichier, Präparator an der Municipalschule von Paris.23) Diese Eigenschaft liefert ein Mittel das Pyroxylin in Pulverform (und in reinem Zustande) zu erhalten. Man braucht nämlich die Schießwolle nur einige Augenblicke der Einwirkung einer kleinen Menge Essigäther auszusetzen und sie schwach zwischen den Fingern oder in einem Mörser zu zerreiben.

Auch das Verschwinden der Schießwolle in verdünnter Schwefelsäure, bei einer Temperatur unter 100° C., ohne Färbung der Flüssigkeit, gestattet die Abwesenheit von Cellulose (unveränderter Baumwolle) im Pyroxylin zu erkennen. Diese Eigenschaft wurde unlängst von Hrn. Vankercknoff beobachtet.

Analyse. Eine beträchtliche Anzahl übereinstimmender Analysen reinen Pyroxylins, mittelst Kupferoxyds (und überdieß bloß einem Zusatz von metallischem Kupfer, um die Stickstoffverbindungen zu zersetzen, welche beim Erhitzen desselben entstehen), ergab mir als Zusammensetzung desselben: C²⁴H¹⁷O¹⁷, 5AzO⁵. Hienach müßten 100 Theile reiner und trockener Baumwolle 174,9 Pyroxylin geben; ich habe gefunden, daß 174 bis 176 entstehen. Diese Formel entspricht 25,40 Kohle, 2,99 Wasserstoff und 12,34 Stickstoff.

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Die Versuche ergaben:

Kohlenstoff 25,2 Minimum
25,8 Maximum
Wasserstoff 2,9 Minimum
3,2 Maximum
Stickstoff 12,6 Minimum
13,0 Maximum

Zur Sicherheit habe ich auch die Analyse der Cellulose wiederholt und mich dabei überzeugt, daß auf oben angegebene Weise gereinigte und bei 160° C. getrocknete Baumwolle wirklich die von Payen angegebene Zusammensetzung hat, nämlich C¹²H¹ºO¹º. Diese Formel scheint verdoppelt werden zu müssen, um 1 Aequivalent Cellulose zu repräsentiren; die Verwandlung dieser Substanz in Pyroxylin fände dann nach folgender Gleichung statt:

Textabbildung Bd. 103, S. 226

5 Aequivalente Salpetersäure, welche auf 1 Aeq. Cellulose wirken, würden 8 Aeq. Wasser und 1 Aeq. Pyroxylin bilden: von diesen 8 Aeq. Wasser würden 3 von der organischen Substanz und 5 von der wässerigen Salpetersäure herrühren. Diese Ausscheidung einer beträchtlichen Menge Wasser erklärt uns, warum eine Mischung von concentrirter Salpetersäure und Schwefelsäure schnell geschwächt wird, wenn man darin Baumwolle einweicht, so daß sie oft nicht mehr zur Bereitung einer neuen Quantität Schießwolle anwendbar ist.

Die Formel des Pyroxylins (C²⁴H¹⁷O¹⁷, 5AzO⁵), so wie ich sie aus meinen Analysen abgeleitet habe, erklärt uns, warum diese detonirende Substanz keinen kohligen Rückstand in den Gewehren hinterläßt. Sie kann sich nämlich vollständig in elastische Flüssigkeiten und in Wasserdampf verwandeln; denn sie enthält außer dem Stickstoff und den Elementen des Wassers, 24 Aeq. Kohlenstoff auf 25 Aeq. Sauerstoff, also von letzterm mehr als hinreichend ist, um allen ihren Kohlenstoff in Kohlenoxyd zu verwandeln. Man kann sich folglich die Producte der Detonation des Pyroxylins folgendermaßen vorstellen:

46 Volume Kohlenoxyd C²³ O²³
2 Volume Kohlensäure CO²
10 Volume Stickstoff 5 Az
34 Volume Wasserdampf 17 HO,

deren Summe 1 Aeq. Pyroxylin, C²⁴H¹⁷O¹⁷, 5AzO⁵ repräsentirt.

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Diese Zahlen sind jedoch rein theoretisch und müssen nothwendig durch eine Menge von Umständen modificirt werden, besonders den mehr oder weniger hohen Druck und die mehr oder weniger hohe Temperatur, welche die Detonation des Pyroxylins veranlaßt.

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Eine Beobachtung welche zuerst Prof. Fehling machte, man vergl. S. 46 in diesem Bande des polytechn. Journals.

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Sie wurde schon Anfangs Januar von Schönbein und Böttger in der Allg. Ztg. veröffentlicht.

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