La cire de paraffine est une substance familière car elle est utilisée pour fabriquer des bougies. C'est un solide blanc doux à température ambiante qui fond et brûle facilement. Sa composition chimique est un mélange de molécules d'hydrocarbures appelées alcanes. La cire de paraffine fond à des températures comprises entre 125 et 175 degrés Fahrenheit, selon son mélange exact. La cire a un certain nombre d'utilisations et a contribué à la découverte d'une particule subatomique, le neutron.
Composition chimique
La formule générale de la cire de paraffine implique n atomes de carbone et 2n plus 2 atomes d'hydrogène, où n vaut au moins 16. Par exemple, l'un des hydrocarbures de la cire pourrait avoir la formule C31H64. Dans la fabrication de cire de paraffine à partir de pétrole, différentes quantités de raffinage peuvent changer le mélange d'hydrocarbures et ainsi modifier certaines propriétés de la cire, telles que son point de fusion. Les fabricants fabriquent la cire en retirant l'huile d'un sous-produit cireux de la distillation du pétrole. En plus de son importance historique pour aider à identifier le neutron, la cire de paraffine est utilisée dans de nombreuses applications, y compris le moulage de précision, les revêtements, les produits d'étanchéité, les lubrifiants, les bougies et crayons.
Découverte du Neutron
La teneur élevée en hydrogène de la cire de paraffine a incité James Chadwick à utiliser la substance en 1932 pour découvrir l'existence d'une particule subatomique électriquement neutre qu'il a appelée le neutron. Chadwick a utilisé un élément radioactif, le polonium, comme source de rayonnement alpha, qui est un flux d'électrons de haute énergie. Il a dirigé le rayonnement alpha vers une cible de béryllium qui a ensuite émis son propre rayonnement. Chadwick a dirigé ce rayonnement secondaire électriquement neutre dans un échantillon de cire de paraffine dans une chambre attachée à un compteur Geiger. Le rayonnement secondaire a provoqué l'enregistrement de protons ionisés - des atomes d'hydrogène dépourvus d'électrons - sur le compteur. Le nombre de protons de cire de paraffine déplacés indiquait que le rayonnement secondaire neutre contenait des particules d'environ la même taille que les protons - les neutrons.
Moulage d'investissement
Les pièces métalliques, telles que les aubes de turbines, sont souvent fabriquées à l'aide du procédé de moulage à la cire perdue, ou « cire perdue », qui repose sur le moulage de modèles en cire. La cire de paraffine est l'un des nombreux types de cires adaptées à la fabrication de modèles, et la cire peut contenir des additifs qui augmentent son utilité. La procédure consiste à créer un modèle principal à partir de plastique, de bois, de cire, d'argile ou de métal, puis de créer un moule en caoutchouc ou en métal, la matrice principale, à partir du modèle. La cire fondue est ensuite versée dans la matrice principale, soit en plusieurs petites couches, soit en une seule fois. Une fois les modèles en cire refroidis et durcis, des matériaux céramiques sont appliqués pour produire le revêtement, qui est un moule dans lequel les métaux en fusion sont coulés.
Autres utilisations
La cire de paraffine est non toxique, indigeste et utilisée pour enrober les aliments tels que les bonbons et les fromages. Il peut être utilisé pour sceller les contenants et comme additif au chewing-gum. Sa capacité à résister à l'agglomération et à l'humidité en fait un complément utile aux engrais. Les surfeurs fartent souvent leurs planches avec un mélange de cire de paraffine connu sous le nom de surfwax qui ajoute de l'adhérence. En tant que fart de glisse, il aide les skis et les snowboards à glisser dans la neige et la glace. La cire de paraffine se trouve dans une large gamme de produits, y compris les encres solides, les composés de caoutchouc, les billes de beurre d'arachide, le papier ciré, les billes de peinture, les textiles, la vaseline et le baume à lèvres.