La cera de parafina (o cera de petróleo ) es un sólido incoloro suave derivado del petróleo , carbón o pizarra bituminosa que consiste en una mezcla de moléculas de hidrocarburos que contienen entre veinte y cuarenta átomos de carbono. Es sólido a temperatura ambiente y comienza a derretirse por encima de aproximadamente 37 ° C (99 ° F), [2] y su punto de ebullición es superior a 370 ° C (698 ° F). [3] Las aplicaciones comunes de la cera de parafina incluyen lubricación , aislamiento eléctrico y velas ; [4] cera de parafina teñida se puede convertir en crayones. Es distinto del queroseno y otros productos derivados del petróleo que a veces se denominan parafina. [5]
Identificadores | |
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Tarjeta de información ECHA | 100.029.375 |
Número e | E905 (agentes de glaseado, ...) |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
Propiedades | |
C n H 2n + 2 | |
Apariencia | Sólido blanco [1] |
Olor | Inodoro [1] |
Punto de ebullición | > 370 ° C (698 ° F) |
~ 1 mg / L [1] | |
Peligros | |
punto de inflamabilidad | 200–240 ° C (392–464 ° F; 473–513 K) [1] |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
Referencias de Infobox | |
Las velas de parafina sin teñir y sin perfume son inodoros y de color blanco azulado. La cera de parafina fue creada por primera vez por Carl Reichenbach en Alemania en 1830 y marcó un gran avance en la tecnología de fabricación de velas, ya que se quemaba de manera más limpia y confiable que las velas de sebo y era más barata de producir. [6]
En química, la parafina se usa como sinónimo de alcano , lo que indica hidrocarburos con la fórmula general C n H 2 n +2 . El nombre se deriva del latín parum ("apenas") + affinis , que significa "falta de afinidad " o "falta de reactividad ", refiriéndose a la naturaleza no reactiva de la parafina. [7]
Propiedades
La cera de parafina se encuentra principalmente como un sólido ceroso blanco, inodoro, insípido, con un punto de fusión típico entre 46 y 68 ° C (115 y 154 ° F), [8] y una densidad de alrededor de 900 kg / m 3 . [9] Es insoluble en agua, pero soluble en éter , benceno y ciertos ésteres . La parafina no se ve afectada por la mayoría de los reactivos químicos comunes, pero se quema fácilmente. [10] Su calor de combustión es de 42 MJ / kg.
La cera de parafina es un excelente aislante eléctrico , con una resistividad de entre 10 13 y 10 17 ohmios metros . [11] Esto es mejor que casi todos los demás materiales, excepto algunos plásticos (especialmente el teflón ). Es un moderador de neutrones eficaz y se utilizó en los experimentos de 1932 de James Chadwick para identificar el neutrón. [12] [13]
La cera de parafina es un material excelente para almacenar calor , con una capacidad calorífica específica de 2,14-2,9 J g -1 K -1 ( julios por gramo kelvin ) y un calor de fusión de 200-220 J g -1 . [14] El enfriamiento por cambio de fase de cera de parafina junto con radiadores retráctiles se utilizó para enfriar la electrónica del vehículo itinerante lunar durante las misiones tripuladas a la Luna a principios de la década de 1970. [15] La cera se expande considerablemente cuando se derrite y esto permite su uso en termostatos de elementos de cera para fines industriales, domésticos y, en particular, automotrices. [16] [17]
Historia
La cera de parafina fue creada por primera vez en 1830 por el químico alemán Karl von Reichenbach cuando trató de desarrollar los medios para separar y refinar de manera eficiente las sustancias cerosas que se encuentran naturalmente en el petróleo. La parafina representó un avance importante en la industria de la fabricación de velas porque se quemaba de manera limpia y confiable y era más barata de fabricar que cualquier otro combustible para velas. La cera de parafina sufrió inicialmente de un punto de fusión bajo; sin embargo, esta deficiencia fue subsanada posteriormente mediante la adición de ácido esteárico más duro . La producción de cera de parafina disfrutó de un auge a principios del siglo XX como resultado del crecimiento de las industrias de envasado de carne y aceite que crearon parafina y ácido esteárico como subproductos. [6]
Fabricación
La materia prima para la parafina es cera suelta , que es una mezcla de aceite y cera, un subproducto del refinado de aceite lubricante.
El primer paso para hacer cera de parafina es quitar el aceite (desengrasar o quitar la cera) de la cera floja. El aceite se separa por cristalización. Más comúnmente, la cera floja se calienta, se mezcla con uno o más solventes como una cetona y luego se enfría. A medida que se enfría, la cera cristaliza fuera de la solución, dejando solo aceite. Esta mezcla se filtra en dos corrientes: sólida (cera más un poco de solvente) y líquida (aceite y solvente). Una vez que el disolvente se recupera por destilación, los productos resultantes se denominan "cera de producto" (o "cera de prensa") y "aceite de sedimentos". Cuanto menor es el porcentaje de aceite en la cera, más refinada se considera (semi-refinada versus totalmente refinada). [18] El producto de cera puede procesarse adicionalmente para eliminar colores y olores. Finalmente, la cera se puede mezclar para dar ciertas propiedades deseadas, como el punto de fusión y la penetración. La cera de parafina se vende en forma líquida o sólida. [19] [20] [21]
Aplicaciones
En aplicaciones industriales, a menudo es útil modificar las propiedades cristalinas de la cera de parafina, normalmente añadiendo ramificaciones a la cadena principal de carbono existente. La modificación se suele realizar con aditivos, como copolímeros de EVA , cera microcristalina o formas de polietileno . Las propiedades ramificadas dan como resultado una parafina modificada con una viscosidad más alta, una estructura cristalina más pequeña y propiedades funcionales modificadas. La cera de parafina pura rara vez se usa para tallar modelos originales para fundir metal y otros materiales en el proceso de cera perdida , ya que es relativamente frágil a temperatura ambiente y presenta riesgos de astillado y rotura cuando se trabaja. Las ceras blandas y flexibles, como la cera de abejas , pueden ser preferidas para tal escultura, pero las " ceras de fundición por revestimiento", a menudo a base de parafina, se formulan expresamente para tal fin.
En un laboratorio de histología o patología, la cera de parafina se usa para impregnar tejido antes de seccionar muestras delgadas de tejido. El agua se elimina del tejido mediante concentraciones ascendentes de alcohol (75% a absoluto) y el tejido se aclara en un disolvente orgánico como el xileno. Luego, el tejido se coloca en cera de parafina durante varias horas y luego se coloca en un molde con cera para que se enfríe y solidifique; A continuación, las secciones se cortan en un micrótomo .
Otros usos
- Fabricación de velas
- Talla de cera
- Lubricación de cadenas de bicicletas
- Recubrimientos para papel encerado o algodón encerado
- Cera de parafina de calidad alimentaria:
- Recubrimiento brillante utilizado en la elaboración de dulces ; aunque es comestible, no es digerible, pasa por el cuerpo sin descomponerse
- Recubrimiento para muchos tipos de quesos duros , como el queso Edam
- Sellador para frascos, latas y botellas
- Aditivo de goma de mascar
- Fundición de inversión
- Recubrimientos de agentes antiaglomerantes, repelentes de humedad y captadores de polvo para fertilizantes
- Agente para la preparación de muestras para histología.
- Lubricante de bala: con otros ingredientes, como aceite de oliva y cera de abejas.
- Agente flegmatizante , comúnmente utilizado para estabilizar / desensibilizar explosivos altos como RDX
- Lápices de color
- Propelente sólido para motores de cohetes híbridos [22] [23]
- Componente de cera para tablas de surf , cera para esquís y cera para patinetas
- Tinta. Se utiliza como base para bloques de cera de diferentes colores de tinta sólida para impresoras térmicas. La cera se derrite y luego se rocía sobre el papel produciendo imágenes con una superficie brillante.
- Microondas: [24] aditivo alimentario , un agente de glaseado con número E E905
- Investigaciones forenses : la prueba de nitrato utiliza cera de parafina para detectar nitratos y nitritos en la mano de un sospechoso de disparar
- Agentes antiozonantes : se utilizan mezclas de parafina y microceras en compuestos de caucho para evitar el agrietamiento del caucho; la mezcla de cera migra a la superficie del producto y forma una capa protectora. La capa también puede actuar como un agente de desmoldeo , ayudando a que el producto se separe de su molde . [25]
- Termostatos y actuadores mecánicos , como medio de expansión para activar dichos dispositivos [17] [26]
- Como macetas de material para encapsular componentes electrónicos tales como pastillas de guitarra , transformadores y bobinas de reactancia , para evitar la entrada de humedad y para reducir el ruido acústico inducido electromagnéticamente y efectos microfónicos
- Procesos de fabricación de textiles, como el utilizado para el hilo de Eisengarn .
- Agente espesante en muchas bolas de pintura
- Hidratante en artículos de tocador y cosméticos como vaselina .
- Evita la oxidación en la superficie del acero y el hierro pulidos [27]
- Material de cambio de fase para almacenamiento de energía térmica
- Utilizado por MESSENGER (nave espacial Mercury), cuando la nave espacial no podía irradiar calor excesivo. [28]
- Fabricación de libros y armaduras de cuero hervido
- Blindaje de radiación de neutrones
- Baños de cera para terapias físicas , ocupacionales y tratamientos cosméticos
- Utilizado para acabado de madera
- Utilizado como combustible para respirar fuego
- Utilizado en lámparas de lava
Seguridad Ocupacional
Las personas pueden exponerse a la parafina en el lugar de trabajo al inhalarla, al contacto con la piel y con los ojos. El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) ha establecido un límite de exposición recomendado (REL) para la exposición al humo de cera de parafina de 2 mg / m 3 durante una jornada laboral de 8 horas. [29]
Ver también
- Oligómero
- Ozoquerita
Referencias
- ^ a b c d Registro en la base de datos de sustancias GESTIS del Instituto de seguridad y salud ocupacional
- ^ Freund, Mihály; Mózes, Gyula (1982). Productos de parafina: propiedades, tecnologías, aplicaciones . Traducido por Jakab, E. Amsterdam, Países Bajos: Elsevier. pag. 121. ISBN 978-0-444-99712-8.
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- ↑ ( Freund y Mózes 1982 , p. 272)
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