Parafín

Rozbalit box

Obsah boxu

Parafín (nebo parafínový vosk) je bílá nebo bezbarvá měkká pevná látka, která se získává z ropy, uhlí nebo živičných břidlic. Z chemického hlediska se jedná o směs uhlovodíků, konkrétně nasycených alkanů s počtem atomů uhlíku v molekule obvykle v rozmezí od 20 do 40 (C₂₀H₄₂ až C₄₀H₈₂).

Je charakteristický svou nízkou reaktivitou, vynikajícími elektroizolačními vlastnostmi a vysokou měrnou tepelnou kapacitou. Díky těmto vlastnostem nachází široké uplatnění v mnoha průmyslových odvětvích i v každodenním životě, od výroby svíček a kosmetiky přes potravinářství až po využití v laboratořích a medicíně.

📜 Historie

Objev parafínu je spojen se jménem německého chemika Carla von Reichenbacha. V roce 1830, při experimentech s produkty destilace dřevěného dehtu, úspěšně izoloval tuto voskovitou látku. Pojmenoval ji parafín z latinských slov parum (málo) a affinis (příbuzný, spojený), což odkazovalo na její chemickou netečnost a nízkou reaktivitu.

Reichenbachův objev znamenal revoluci především ve výrobě svíček. Parafínové svíčky hořely čistěji, jasněji a bez nepříjemného zápachu, který byl typický pro tehdy dominantní lojové svíčky. Navíc byly cenově dostupnější než svíčky z včelího vosku. V polovině 19. století se s rozvojem ropného průmyslu stala hlavním zdrojem parafínu ropa, což vedlo k masové výrobě a dalšímu snížení ceny. Parafín se tak stal klíčovým materiálem pro osvětlení domácností až do nástupu elektrického osvětlení.

🧪 Chemické a fyzikální vlastnosti

Parafín je definován spíše svými fyzikálními vlastnostmi než přesným chemickým složením, které se může lišit v závislosti na zdroji a stupni rafinace.

⚛️ Struktura a složení

Parafínový vosk je tvořen směsí nasycených uhlovodíků s přímým (nerozvětveným) řetězcem, tzv. n-alkanů. Molekuly mají obecný vzorec C_nH_2n+2. Počet atomů uhlíku (n) se typicky pohybuje mezi 20 a 40. Kratší řetězce tvoří měkčí parafíny s nižší teplotou tání, zatímco delší řetězce tvoří tvrdší vosky s vyšší teplotou tání. Kromě n-alkanů může obsahovat i menší množství izoalkanů (s rozvětveným řetězcem) a cykloalkanů.

Díky nasyceným vazbám mezi atomy uhlíku je parafín chemicky velmi stálý a nereaktivní. Neoxiduje na vzduchu, nereaguje s většinou běžných kyselin ani zásad.

🌡️ Fyzikální charakteristiky

Vzhled: V pevném stavu je to bílá, průsvitná až neprůhledná voskovitá hmota bez chuti a zápachu.
Teplota tání: Parafín nemá ostrý bod tání, ale taje v určitém rozmezí teplot. Běžně se pohybuje mezi 46 °C a 68 °C.
Teplota varu: Začíná vřít při teplotách nad 370 °C.
Hustota: Jeho hustota je přibližně 0,9 g/cm³, což znamená, že je lehčí než voda a plave na ní.
Rozpustnost: Je prakticky nerozpustný ve vodě, ale dobře se rozpouští v nepolárních organických rozpouštědlech, jako jsou benzen, toluen, ether nebo horké oleje.
Elektrické vlastnosti: Parafín je vynikající elektrický izolant s měrným odporem v řádu 10¹³ až 10¹⁷ Ω·m.
Tepelné vlastnosti: Má vysokou měrnou tepelnou kapacitu (cca 2,14–2,9 J·g⁻¹·K⁻¹) a vysoké skupenské teplo tání (cca 200–220 J·g⁻¹). Díky tomu je schopen uchovávat velké množství tepelné energie, což se využívá například v materiálech s fázovou přeměnou (PCM).

⚙️ Výroba

Komerční výroba parafínu je úzce spjata se zpracováním ropy. Proces se skládá z několika klíčových kroků.

🏭 Frakční destilace ropy

Základním krokem je frakční destilace surové ropy. Při tomto procesu se ropa zahřívá a její složky se oddělují na základě rozdílných teplot varu. Frakce, ze které se získává parafín, je tzv. mazutová nebo olejová frakce, která vře při vysokých teplotách.

🧊 Odparafinování

Tato olejová frakce obsahuje rozpuštěný parafín. K jeho oddělení se používá proces zvaný odparafinování (dewaxing). Olej se ochladí na nízké teploty (až -20 °C), čímž parafín vykrystalizuje a vytvoří pevnou fázi. Následně se tato směs filtruje, čímž se oddělí pevný parafín (tzv. "gáč") od zbylého oleje. Pro zvýšení účinnosti se často přidávají rozpouštědla jako toluen nebo methylethylketon (MEK), která snižují viskozitu oleje a usnadňují filtraci.

💧 Rafinace

Získaný surový parafín (gáč) stále obsahuje zbytky oleje a nečistot. Proto musí projít procesem rafinace. Ten zahrnuje:

Odoolejování: Odstranění zbývajícího oleje, často pomocí rozpouštědel nebo lisováním.
Hydrofinace nebo chemické čištění: Odstranění barevných a pachových nečistot. Při hydrofinaci reaguje parafín s vodíkem za přítomnosti katalyzátoru, což odstraňuje sloučeniny síry a dusíku. Alternativou je čištění pomocí kyseliny sírové a následná neutralizace.

Výsledkem je plně rafinovaný parafínový vosk, který je bílý, bez zápachu a má velmi nízký obsah oleje (obvykle pod 0,5 %). Podle stupně rafinace se parafíny dělí na plně rafinované, polorafinované a surové (gáče).

💡 Využití

Díky svým unikátním vlastnostem má parafín mimořádně široké spektrum použití.

🕯️ Svíčky

Nejznámější a historicky nejvýznamnější je výroba svíček. Parafín je pro tento účel ideální, protože dobře drží tvar, hoří čistým plamenem a je levný. Často se mísí se stearinem, který zvyšuje tvrdost a prodlužuje dobu hoření.

💄 Kosmetika a farmacie

V kosmetice se parafín používá jako základ pro mnoho krémů, mastí, rtěnek a balzámů na rty. Vytváří na pokožce ochranný (okluzivní) film, který zabraňuje ztrátě vlhkosti. Velmi populární jsou parafínové zábaly na ruce a nohy, které prohřívají, uvolňují svaly a klouby a zjemňují pokožku. V medicíně se používá k léčbě artritidy nebo k rehabilitaci po úrazech.

📦 Potravinářství a obaly

Jako potravinářská přídatná látka (E905) se parafín používá k povrchové úpravě některých potravin.

Povlak na sýry: Tenká vrstva vosku chrání sýr před vysycháním a plísněmi.
Voskovaný papír: Impregnace papíru parafínem ho činí voděodolným a nepromastitelným. Používá se k balení potravin.
Vnitřní vrstva obalů: Kartony na mléko nebo džusy jsou často potaženy tenkou vrstvou parafínu nebo polyethylenu, aby neprosákly.
Žvýkačky: Parafín je jednou ze složek gumového základu žvýkaček.

🔬 Laboratorní a technické využití

Histologie: V histologii se tekutý parafín používá k zalévání tkáňových vzorků. Po ztuhnutí umožňuje krájení velmi tenkých řezů na mikrotomu pro pozorování pod mikroskopem.
Moderátor neutronů: V jaderné fyzice se parafín, bohatý na atomy vodíku, používá ke zpomalování (moderování) rychlých neutronů.
Materiály s fázovou přeměnou (PCM): Díky vysokému skupenskému teplu tání se parafín používá jako materiál pro akumulaci tepla. Při tání pohlcuje teplo a při tuhnutí ho opět uvolňuje. Využívá se například ve stavebnictví (v sádrokartonových deskách) nebo v textilu.

⛷️ Ostatní využití

Lyžařské vosky: Parafín je základní složkou vosků pro mazání skluznic lyží a snowboardů.
Pastelky: Je hlavním pojivem v voskových pastelkách.
Ochrana proti korozi: Kovové součástky se mohou ponořit do roztaveného parafínu, který po ztuhnutí vytvoří ochrannou vrstvu proti vlhkosti a korozi.
Výroba odlitků: V metodě lití na vytavitelný model se model výrobku zhotoví z vosku (často parafínu), který se následně "vytaví" a nahradí roztaveným kovem.
Pevné raketové palivo: Některé hybridní raketové motory používají parafín jako pevné palivo.

🧑‍🔬 Pro laiky: Co je to parafín?

Představte si parafín jako velmi čistý a pevný vosk, který se získává z ropy. Je to v podstatě směs dlouhých, rovných molekul, které se skládají jen z uhlíku a vodíku. Protože je chemicky velmi stálý (nereaguje snadno s jinými látkami), bez zápachu a chuti, a navíc dobře izoluje teplo i elektřinu, má obrovské množství využití. Je to ten bílý vosk, ze kterého se dělají klasické svíčky, ale najdete ho i v krémech na ruce, v ochranném obalu na sýry nebo dokonce jako neviditelnou vrstvu uvnitř krabic od mléka, aby neprosákly. Jeho schopnost udržet velké množství tepla se využívá i pro léčebné zábaly na bolavé klouby.

Šablona:Aktualizováno