Sólido blando e incoloro derivado del petróleo, carbón o aceite de esquisto
compuesto químico
vela de parafina
La cera de parafina (o cera de petróleo ) es un sólido blando e incoloro derivado del petróleo , el carbón o el esquisto bituminoso que consiste en una mezcla de moléculas de hidrocarburos que contienen entre 20 y 40 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). [2] Las aplicaciones comunes de la cera de parafina incluyen lubricación , aislamiento eléctrico y velas ; [3] La cera de parafina teñida se puede convertir en crayones . No debe confundirse con el queroseno y otros productos derivados del petróleo que a veces se denominan parafina. [4]
Las velas de parafina sin teñir y sin perfume son inodoras y de color blanco azulado. La cera de parafina fue creada por primera vez por Carl Reichenbach en Alemania en 1830 y marcó un avance importante en la tecnología de fabricación de velas, ya que ardía de manera más limpia y confiable que las velas de sebo y era más barata de producir. [5]
En química, la parafina se utiliza como sinónimo de alcano , indicando hidrocarburos con la fórmula general CnH2n + 2 . El nombre se deriva del latín parum ("muy poco") + affinis , que significa "falta de afinidad " o "falta de reactividad ", en referencia a la naturaleza no reactiva de la parafina. [6]
Propiedades
La cera de parafina se encuentra principalmente como un sólido ceroso blanco, inodoro e insípido, con un punto de fusión típico entre aproximadamente 46 y 68 °C (115 y 154 °F) [7] y una densidad de alrededor de 900 kg/m 3 . [8] Es insoluble en agua, pero soluble en éter , benceno y ciertos ésteres . La parafina no se ve afectada por los reactivos químicos más comunes, pero se quema fácilmente. [9] Su calor de combustión es 42 MJ/kg. [10]
El hidrocarburo C 31 H 64 es un componente típico de la cera de parafina.
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 por kelvin ) y un calor de fusión de 200–220 J⋅g −1 . [14] El enfriamiento por cambio de fase con cera de parafina junto con radiadores retráctiles se utilizó para enfriar la electrónica del vehículo lunar itinerante durante las misiones tripuladas a la Luna a principios de la década de 1970. [15] La cera se expande considerablemente cuando se funde y por eso se utiliza en termostatos con elementos de cera para fines industriales, domésticos y, especialmente, automotrices. [16] [17]
Si la cera de parafina pura se derrite hasta el punto de inflamación aproximado en un recipiente de vidrio medio abierto que luego se enfría repentinamente, entonces sus vapores pueden autoinflamarse como resultado de alcanzar la presión del líquido en ebullición . [18]
Historia
La cera de parafina fue creada por primera vez en 1830 por el químico alemán Karl von Reichenbach cuando intentó desarrollar un método para separar y refinar eficientemente sustancias cerosas que se encuentran naturalmente en el petróleo. La parafina representó un avance importante en la industria de fabricación de velas porque se quemaba de manera limpia y era más barata de fabricar que otros combustibles para velas como la cera de abejas y el sebo . La cera de parafina inicialmente tenía un bajo punto de fusión. Esto se solucionó añadiendo ácido esteárico . La producción de cera de parafina disfrutó de un auge a principios del siglo XX debido al crecimiento de las industrias petrolera y cárnica, que crearon parafina y ácido esteárico como subproductos. [5]
Fabricación
La materia prima de la parafina es el gatsch , que es una mezcla de aceite y cera, un subproducto del refinado del aceite lubricante.
El primer paso para hacer cera de parafina es eliminar el aceite (desaceitado o desparafinado) de la cera gatita. El aceite se separa por cristalización. Lo más habitual es que la cera floja se caliente, se mezcle con uno o más disolventes, como una cetona , y luego se enfríe. A medida que se enfría, la cera cristaliza en la solución, dejando solo aceite. Esta mezcla se filtra en dos corrientes: sólida (cera más algo de solvente) y líquida (aceite y solvente). Una vez recuperado el disolvente mediante destilación, los productos resultantes se denominan "cera de producto" (o "cera de prensa") y "aceite de pies". Cuanto menor es el porcentaje de aceite en la cera, más refinada se considera (semirefinada versus totalmente refinada). [19] La cera del producto 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. [20] [21] [22]
Aplicaciones
En aplicaciones industriales, suele ser útil modificar las propiedades cristalinas de la cera de parafina, normalmente añadiendo ramificaciones a la cadena principal de carbono existente. La modificación suele realizarse con aditivos, como copolímeros de EVA , cera microcristalina o formas de polietileno . Las propiedades ramificadas dan como resultado una parafina modificada con una mayor viscosidad, una estructura cristalina más pequeña y propiedades funcionales modificadas. La cera de parafina pura rara vez se utiliza para tallar modelos originales para fundir metal y otros materiales en el proceso de cera perdida , ya que es relativamente quebradiza a temperatura ambiente y presenta riesgos de astillas y roturas cuando se trabaja. Las ceras blandas y flexibles, como la cera de abejas , pueden ser preferidas para este tipo de escultura, pero las " ceras para fundición a la cera perdida ", a menudo a base de parafina, se formulan expresamente para este propósito.
En un laboratorio de histología o patología, se utiliza cera de parafina para impregnar el tejido antes de seccionar muestras finas. El agua se elimina del tejido mediante grados ascendentes de alcohol (75% a absoluto) y luego el alcohol 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. Luego se cortan secciones en un microtomo .
Tinta. Se utiliza como base para tinta sólida, bloques de cera de diferentes colores para impresoras térmicas. La cera se derrite y luego se rocía sobre el papel produciendo imágenes con una superficie brillante.
Investigaciones forenses : la prueba de nitratos utiliza cera de parafina para detectar nitratos y nitritos en la mano de un sospechoso de tiroteo
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 agente desmoldante , ayudando a que el producto se separe de su molde . [26]
Termostatos y actuadores mecánicos , como medio de expansión para activar dichos dispositivos [17] [27]
La parafina es eficaz en el tratamiento de la osteoartritis de las articulaciones de la mano. El tratamiento consiste en una terapia de baño de parafina envuelta durante 15 minutos hasta que la parafina se enfríe durante cinco días a la semana. Se ha demostrado que el uso del baño de cera de parafina disminuye el dolor en reposo y durante las AVD (actividades de la vida diaria) en comparación con los grupos que no recibieron terapia con cera. [30]
Se han encontrado mejoras en la fuerza de agarre y de pellizco en pacientes con síndrome del túnel carpiano, osteoartritis, espasticidad y rigidez postraumática para aquellos que han utilizado la terapia de baño de parafina junto con la fisioterapia tradicional en su recuperación. Se ha descubierto que los pacientes que han utilizado la terapia con baños de parafina han obtenido puntuaciones VAS y AUSCAN (puntuaciones de dolor) más bajas en comparación con aquellos que no lo hicieron. [31]
Las personas pueden quedar expuestas a la parafina en el lugar de trabajo al inhalarla, al contacto con la piel y con los ojos. El Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) ha establecido un límite de exposición recomendado (REL) para la exposición a vapores de cera de parafina de 2 mg/m 3 durante una jornada laboral de 8 horas. [32]
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Enlaces externos
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con la cera de parafina .
"Usos extraños de la parafina", Scientific American , 13 de julio de 1878, pág. 19