La paraffina è una sostanza familiare perché è usata per fare le candele. È un solido bianco tenero a temperatura ambiente che si scioglie e brucia facilmente. La sua composizione chimica è un mix di molecole di idrocarburi noti come alcani. La cera di paraffina si scioglie a temperature comprese tra 125 e 175 gradi Fahrenheit, a seconda della sua miscela esatta. La cera ha un numero di usi ed è stata determinante nella scoperta di una particella subatomica, il neutrone.
Composizione chimica
La formula generale per la cera di paraffina coinvolge n atomi di carbonio e 2n più 2 atomi di idrogeno, dove n è almeno 16. Ad esempio, uno degli idrocarburi nella cera potrebbe avere la formula C31H64. Nella fabbricazione della cera di paraffina dal petrolio, diverse quantità di raffinazione possono cambiare la miscela di idrocarburi e quindi modificare alcune proprietà della cera, come il suo punto di fusione. I produttori producono la cera rimuovendo l'olio da un sottoprodotto ceroso della distillazione del petrolio. Oltre al suo significato storico nell'aiutare a identificare il neutrone, la cera di paraffina viene utilizzata in molte applicazioni, tra cui microfusione, rivestimenti, sigillanti, lubrificanti, candele e pastelli.
Scoperta del neutrone
L'alta il contenuto di idrogeno della cera di paraffina spinse James Chadwick a usare la sostanza nel 1932 per scoprire l'esistenza di una particella subatomica elettricamente neutra che chiamò il neutrone. Chadwick usava un elemento radioattivo, il polonio, come fonte di radiazione alfa, che è una corrente di elettroni ad alta energia. Diresse la radiazione alfa a un bersaglio di berillio che emanò poi la propria radiazione. Chadwick diresse questa radiazione secondaria elettricamente neutra in un campione di cera di paraffina all'interno di una camera attaccata a un contatore Geiger. La radiazione secondaria ha causato protoni ionizzati - gli atomi di idrogeno privati dei loro elettroni - per registrarsi sul contatore. Il numero di protoni di paraffina sfollati indicava che la radiazione secondaria neutra conteneva particelle di dimensioni quasi uguali a quelle dei protoni - neutroni.
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Le parti metalliche, come le pale delle turbine, sono spesso prodotte utilizzando il processo di microfusione, o processo "cera persa", che si basa sullo stampaggio di modelli di cera . La cera di paraffina è uno dei vari tipi di cere idonee per la produzione di motivi e la cera può contenere additivi che ne aumentano l'utilità. La procedura consiste nel creare un modello master da plastica, legno, cera, argilla o metallo e quindi creare uno stampo in gomma o metallo, il master die, dal modello. La cera fusa viene quindi versata nello stampo master, in molti piccoli strati o tutti insieme. Dopo che i modelli di cera si sono raffreddati e induriti, vengono applicati materiali ceramici per produrre l'investimento, che è uno stampo in cui vengono fusi i metalli fusi.
Altri usi
La cera di paraffina è atossica, indigeribile e usata per cappotto alimenti come caramelle e formaggi. Può essere utilizzato per sigillare contenitori e come additivo per gomme da masticare. La sua capacità di resistere alle incrostazioni e all'umidità ne fa un'utile aggiunta ai fertilizzanti. Spesso i surfisti depilano le loro tavole con la miscela di paraffina nota come surfwax che aggiunge aderenza. Come una sciolina, aiuta sci e snowboard a scivolare tra neve e ghiaccio. La paraffina si trova in una vasta gamma di prodotti, inclusi inchiostri solidi, composti di gomma, sfere di burro di arachidi, carta cerata, paintball, tessuti, gelatina di petrolio e balsamo per le labbra.
