Ceara de parafină este o substanță familiară, deoarece este folosită la fabricarea lumânărilor. Este un solid moale, alb, la temperatura camerei, care se topește și se arde ușor. Compoziția sa chimică este un amestec de molecule de hidrocarburi cunoscute sub numele de alcani. Ceara de parafină se topește la temperaturi cuprinse între 125 și 175 de grade Fahrenheit, în funcție de amestecul său exact. Ceara are o serie de utilizări și a avut un rol esențial în descoperirea unei particule subatomice, neutronul.
Compoziție chimică
Formula generală pentru parafină implică n atomi de carbon și 2n plus 2 atomi de hidrogen, unde n este cel puțin 16. De exemplu, una dintre hidrocarburile din ceară ar putea avea formula C31H64. La fabricarea parafinei din petrol, diferite cantități de rafinare pot schimba amestecul de hidrocarburi și astfel pot modifica unele dintre proprietățile cerii, cum ar fi punctul de topire. Producătorii produc ceară prin îndepărtarea uleiului dintr-un produs secundar ceros de distilare a petrolului. În plus față de semnificația sa istorică pentru a ajuta la identificarea neutronului, se utilizează ceară de parafină în multe aplicații, inclusiv turnare, acoperiri, etanșanți, lubrifianți, lumânări și creioane.
Descoperirea neutronului
Conținutul ridicat de hidrogen al parafinei l-a determinat pe James Chadwick să folosească substanța în 1932 pentru a descoperi existența unei particule subatomice neutre din punct de vedere electric pe care a numit-o neutron. Chadwick a folosit un element radioactiv, poloniul, ca sursă de radiație alfa, care este un flux de electroni de mare energie. El a îndreptat radiația alfa către o țintă de beriliu care apoi a emis propria radiație. Chadwick a direcționat această radiație secundară neutră electric într-o probă de ceară de parafină într-o cameră atașată la un contor Geiger. Radiația secundară a făcut ca protonii ionizați - atomii de hidrogen eliminați din electroni - să se înregistreze pe tejghea. Numărul protonilor de ceară de parafină deplasați a indicat faptul că radiația secundară neutră conținea particule de aproximativ aceeași dimensiune ca protonii - neutroni.
Turnarea investițiilor
Piesele metalice, cum ar fi lamele de turbină, sunt adesea fabricate folosind procesul de turnare prin investiție sau procesul de „ceară pierdută”, care se bazează pe turnarea modelelor de ceară. Ceara de parafină este unul dintre mai multe tipuri de ceruri potrivite pentru realizarea modelelor, iar ceara poate conține aditivi care îi sporesc utilitatea. Procedura constă în crearea unui model principal din plastic, lemn, ceară, lut sau metal și apoi crearea unui model de cauciuc sau metal, matrița principală, din model. Ceara topită este apoi turnată în matrița principală, fie în multe straturi mici, fie dintr-o dată. După ce modelele de ceară se răcesc și se întăresc, se aplică materiale ceramice pentru a produce investiția, care este o matriță în care sunt turnate metalele topite.
Alte utilizări
Ceara de parafină este netoxică, nedigerabilă și este utilizată pentru a acoperi alimente precum bomboane și brânzeturi. Poate fi folosit pentru sigilarea recipientelor și ca aditiv la guma de mestecat. Capacitatea sa de a rezista la coacere și umiditate îl face un adaos util la îngrășăminte. Surferii își cerează adesea plăcile cu un amestec de ceară de parafină cunoscut sub numele de ceară de surf care adaugă aderență. Ca o ceară de alunecare, ajută schiurile și snowboard-urile să alunece prin zăpadă și gheață. Parafina se găsește într-o gamă largă de produse, inclusiv cerneluri solide, compuși din cauciuc, bile de unt de arahide, hârtie cerată, mingi de vopsea, textile, vaselină și balsam de buze.