Química en Context 2014 Mª Pilar Fañanás Martínez INS VALL D’ ARÚS LA QUÍMICA DELS LUBRICANTS INDUSTRIALS A molts processos de mecanització, estampació i tall industrials cal utilitzar lubricants. Alguns d’ aquests lubricants industrials són emulsions d’ oli en aigua, i tenen com a principal funció provocar un refredament més o menys brusc , que permeti controlar la temperatura de la peça, depenent en cada cas de la velocitat de refredament i del tipus de refrigerant utilitzat. Molts dels components que formen part d’ aquests lubricants-refrigerants són altament tòxics, i la seva formació i emissió a l’ aire del lloc de treball pot ser molt perillós per a la salut dels treballadors que porten el control d’aquestes màquines industrials. Aquests lubricants, també anomenats “taladrines” estan formats principalment per un oli mineral i aigua. L’ oli constitueix un bon element lubricant i l’ aigua, un bon element refrigerant. A més d’ aquestes dues substàncies, també porten additius que els hi proporcionen diferents propietats: anticorrosius, bactericides, agents per millorar la lubricació per pressions extremes (EP), ... alguns dels quals poden ser tòxics per a la salut dels treballadors. Part A Alguns dels additius més habituals són el formaldehid i la trietanolamina. Aquesta amina terciària pot arribar a ser molt tòxica ja que, en combinació amb els nitrits, pot donar lloc a la formació de nitrosamines, compostos altament cancerígens. L’ espectre d’ infraroig d’ una taladrina és el següent: Química en Context 2014 Mª Pilar Fañanás Martínez INS VALL D’ ARÚS Dedueix raonadament si podria contenir algun d’ aquests additius, o tots dos a partir de l’ espectre d’ IR obtingut. Consulta la taula de les freqüències característiques dels diferents grups funcionals. Part B Alguns d’aquests lubricants industrials han de tenir una elevada capacitat de càrrega per poder transmetre forces molt elevades. Per aconseguir aquesta funció, es fan servir el que s’ anomenen additius d’ extrema pressió (EP), que s’ hi afegeixen als olis per a engranatges ( amb rodes de dentat en hel.licoïdal) i als olis de motor (per reduir la fricció a les vàlvules). Quan es tracta de fer operacions de tall de peces on s’ assoleixen temperatures prou elevades, aquests additius EP són especialment importants en el procés de trituració i rectificat. Entre els compostos clorats i sulfurats solubles en aigua, només els sulfurats tenen un efecte EP important en el mecanitzat de peces de ferro. Això és degut a la solubilitat del clorur de ferro (II) en aigua. El clorur de ferro (II) es forma quan s’ escalfa el clorur de ferro (III) en presència de encenalls de ferro. Primer escriu i ajusta l’ equació corresponent a la reacció química de formació del clorur de ferro (II). Després, calcula la solubilitat del sulfur de ferro (II) que conté un lubricant industrial i expressa-ho en mg/L. Cerca per internet el producte de solubilitat d’ aquesta sal insoluble. Part C També s’ hi afegeixen als lubricants additius per millorar l’ índex de viscositat, la funció dels quals és reduir la viscositat en augmentar la temperatura. Els olis que porten aquests additius combinen les bones propietats de fregament i inici del procés d’ una capa prima oliosa a baixes temperatures amb les bones propietats lubricants d’ un oli més viscós a elevades temperatures. Alguns dels compostos utilitzats amb aquesta finalitat són els polímers obtinguts a partir de l’ homo o copolimerització dels 1,3-diens ( butadiè, isoprè,...). Els dobles enllaços que tenen, un cop hidrogenats amb certs catalitzadors, milloren de forma important l’ estabilitat dels lubricants allargant la vida i evitant l’ oxidació dels mateixos. Escriu les reaccions químiques de polimerització del butadiè i de l’ isoprè. Química en Context 2014 Mª Pilar Fañanás Martínez INS VALL D’ ARÚS Escriu les reaccions d’ hidrogenació d’ aquests polímers i fes una recerca dels catalitzadors emprats en aquestes reaccions. Després, explica com actua un catalitzador a partir del model de l’estat de transició. Finalment,explica les diferents etapes implicades en el mecanisme d’una reacció química de polimerització.
