SECCION: B

GRUPO: 1

LABORATORIO DE QUIMICA INDUSTRIAL II

Integrantes Sección1.º Campos Aliaga, Jesús2.º Gonzales Centeno, José3.º Mamani Taco, Nelson4.º Espinosa Caceres, Linder

B

Mesa: Fecha de realización:14-03-14

1Fecha de entrega:

20-03-14

PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 1

PRODUCCIÓN DE BAQUELITA

I. TABLA DE SIMBOLOS Y UNIDADES

Símbolo Unidad SI DefiniciónVolumen V L Materia que ocupa un lugar en el espacio

Masa M Kg Es la medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo

Numero de moles mol mol Unidad con que se mide la cantidad desustancia(atomos,moléculas,iones y electrones)

pH pH - El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias

densidad ρ (kg/m^3) La densidad escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia

II. INTRODUCCION

En este laboratorio se tiene como objetivo la elaboración de la baquelita que es un fenoplástico que fue muy útil para la elaboración de objetos de necesidad primaria. Para elaborar baquelita en este laboratorio se trabajara en medio acido, para ello debemos tener un ratio molar de fenol y formaldehido de 1: 0.8. Al ser mezclado con el formol se debe calentar un promedio de 2 hacia 4 horas a una temperatura de 160°C,a esto se denomina proceso de polimerización, que una vez culminado se obtendrá como resultado un peso molecular bajo que deberá ser enfriado para lograr una mayor resistencia y endurecimiento del fenoplástico.

III. MATERIALES, PRODUCTOS Y MÉTODO

REACTIVOS Y MATERIALES

1. Fenol2. Formaldehido3. Solución de ácido sulfúrico al 50%4. Ácido acético glacial

EQUIPOS

1. Vaso precipitado2. Varilla de vidrio3. Probeta graduada de 100ml4. Vidrio de reloj5. Balanza digital6. Campana extractora

METODO

Pasar 10.04 gr de fenol en un vaso de precipitación

Pasar 20.04 gr de fenol en un vaso de precipitación

Pasar 30.03 gr de fenol en un vaso de precipitación

Adicionar 25ml de formaldehido

Adicionar 55ml de ácido acético glacial

Adicionar 0.25ml de ácido sulfúrico (50%)

Adicionar 0.25ml de ácido sulfúrico (50%)

Mezclar hasta formar una masa homogénea

Todo lo anterior trabajar en la campana extractora

Descripción de colores:

Imagen N°1: Cantidad de fenol pesado

Imágenes N°2: Adicción de formaldehido, ácido acético glacial y ácido sulfúrico

Imágenes N°3: Mezcla homogénea

IV. RESULTADOS EXPERIMENTALES

Objetivo: determinar si es posible elaborar baquelita por los métodos: en medio ácido y básico

i. Introducción

La resina fenol-formaldehído es una resina sintética termoestable, obtenida como producto de la reacción de los fenoles con el formaldehído que da a la baquelita uno de los primero termoplástico

inventados por hombre. Se trata de un fenoplástico que hoy en día aún tiene aplicaciones interesantes. Este producto puede moldearse a medida que se forma y endurece al solidificarse. No conduce la electricidad, es resistente al agua y los solventes, pero fácilmente mecanizable. El alto grado de entrecruzamiento de la estructura molecular de la baquelita le confiere la propiedad de ser un plástico termoestable: una vez que se enfría no puede volver a ablandarse. Esto lo diferencia de los polímeros termoplásticos, que pueden fundirse y moldearse varias veces, debido a que las cadenas pueden ser lineales o ramificadas pero no presentan entrecruzamiento, y por ello se clasifica como termofijo.

Objetivo de la experiencia: elaborar baquelita en medio ácido

Novolac Phenol-Formaldheyde Resins

Es llevada in presencia de catalizadores ácidos como acido oxálico, sulfúrico ácido clorhídrico. Es recomendado usar un ratio de fenol-formalehido de 1:0.8 in la primera etapa de polimerización.La polimerización es llevada por calentamiento por 2 a 4 h. de mezclado en reflujo, con remoción de agua a temperaturas altas como a 160°C .

Resole Phenol-Formaldheyde Resins

La resinas de resole fenólicas son producida por polimerización a un ratio molar 1:1 de fenol y formaldehido, en presencia de catalizadores alcalinos como amoniaco, carbonato de sodio o hidróxido de sodio a 100°C por una hora. Las resinas de resole formadas tienen metanol y grupos hidroxilos.

Diferencias entre resinas de resole y novalic fenólicas

Las resinas de resole fenólicas son producidas por el uso de catalizadores alcalinos mientras las de novalics por catalizadores ácidos.

Las resoles son usualmente liquidas mientras las novalic son sólidas. Fenólicas de resol tienen menos de 1 año mientras novalics tienen una vida infinita

ii. DESCRIPCION DE LOS RESULTADOS

Por el momento no se logró evidenciar la separación entre lo sobrenadante (material blando) y la formación del material duro (baquelita)

iii. INTERPRETACION DE RESULTADOS

1) Se siguió las indicaciones de la hoja de preparación de un material sintético baquelita, pero hubo algunos inconvenientes. Primero, el procedimiento no indicaba con claridad el orden de las adiciones de formaldehido y ácido acético. Segundo, no indicaba la cantidad exacta del ácido sulfúrico que se tenía que agregar a la mezcla, pero como éste actúa como catalizador por sentido común se agregó 0.25ml, es decir 5 gotas. Tercero, además de la guía del laboratorio se adquirió material adicional en donde nos pudimos dar cuenta que habían algunas variables y relaciones que teníamos que cambiar.

2) La relación entre fenol – formaldehido según la guía del laboratorio era de 1:3, pero nos pudimos dar cuenta que según el Handbook of Thermoset Plastics la relación tenía que ser de 1:0.8. Entonces, se formuló para determinar las cantidades exactas de estos dos reactivos y volver a comenzar con experimento.

3) Los resultados finales que se guardaron en los tubos de ensayos fueron vistos mas no se reportaron las evidencias. Los resultados no fueron los esperados, ya que se tenía que evidenciar la separación entre lo sobrenadante (material blando) y la formación del material duro (baquelita). Pero, cabe la posibilidad que esa separación se logre más adelante tomando en cuenta ya transcurrido casi una semana luego del laboratorio.

V. CONCLUSIONES

El ácido sulfúrico actúa como un catalizador ácido – base, ya que promueve a que la síntesis de la baquelita sea rápido.

Los resultados no fueron los esperados ya que para la síntesis de la baquelita en medio ácido se requería de temperatura según el Handbook of Thermoset Plastics

Se tuvo que formular para obtener las cantidad exactas de fenol y formaldehido para realizar la síntesis de baquelita en medio ácido según el Handbook of Thermoset Plastics

VI. BIBLIOGRAFÍA

Dedicated November 9, 1993, at the National Museum of American History in Washington, D.C. Retrieved in:http://www.acs.org/content/dam/acsorg/education/whatischemistry/landmarks/bakelite/the-bakelizer-commemorative-booklet.pdf (Anexo 1)

Polímeros. Publicado el 23 de mayo del 2013. Recuperado de: http://cmcsxxi.blogspot.com/2013/05/polimeros.html (Anexo 2)

VII. ANEXO1) Propiedades y usos de la baquelita

La baquelita se puede moldear, y en este sentido era mejor que el celuloide y también menos costoso hacer. Por otra parte, podría ser moldeado muy rápidamente, una enorme ventaja en los procesos de producción en masa, donde muchas unidades idénticas se producen uno tras otro. Baquelita es una resina termoendurecible, es decir, una vez moldeado, que conserva su forma, incluso si se calientan o se somete a diversos disolventes.

Baquelita también era particularmente adecuado para las industrias eléctrica y del automóvil emergentes debido a su extraordinariamente alta resistencia (no sólo a la electricidad, pero a la acción de calor y química, así). Pronto se utiliza para todas las partes no conductoras de radios y otros dispositivos eléctricos, tales como bases de corriente para las bombillas y tubos electrónicos, soportes para todo tipo de componentes eléctricos, tapas de distribuidor de automóviles y otro aislante.

Junto con sus usos eléctricos, moldeado baquelita encontró un lugar en casi todos los ámbitos de la vida moderna. Desde joyas novedad y asas de hierro para teléfonos y lavadoras impulsores, baquelita fue visto en todas partes y era una presencia constante en la infraestructura tecnológica. La baquelita Corporación adoptó como logotipo el símbolo matemático del infinito y el lema, " El material de los mil usos ", pero que no reconocía límites de su material.

El talón de Aquiles era el color. La resina pura baquelita era precioso ámbar, y podría tener otros colores también. Por desgracia, era bastante frágil y tuvo que ser reforzada por " llenado " con otras sustancias, por lo general de celulosa en forma de aserrín. Después del llenado, todos los colores salieron opacos, en el mejor y, a menudo opaco y fangoso. En última instancia, la baquelita fue sustituido por otros plásticos que compartieron sus cualidades deseables, pero también podría tener colores brillantes.

Hoy en día, sólo una o dos empresas ahora hacen resinas fenólicas, pero la creación de Baekeland establecen el molde para la industria del plástico moderno.

2) Estructura de la baquelita

Figura N°1: Baquelita

3) Videos

Baekeland y la Baquelita (1907): [Archivo de Video]. Publicado el 18/01/2009 Recuperado de: https://www.youtube.com/watch?v=Mmvu04axlMA

Cumbres de las ciencias naturales y la técnica. Publicado el 16/04/2013. Recuperado de:https://www.youtube.com/watch?v=KyTtjkAlXsE

The Bakelite Breakthrough: How plastics came of age. Publicado el 19/06/2012. Recuperado de:https://www.youtube.com/watch?v=gx7XEeIAv78