Separazione di materiali polimerici di uso comune in base alla loro densità
Stavolta vi propongo un esperimento che poco ha di propriamente “chimico” ma che viene fatto regolarmente svolgere ogni anno come “laboratorio introduttivo” in uno dei corsi di chimica generale della mia università. Come dice il titolo del post, si tratta della separazione di materiali polimerici di uso comune in base alla loro densità.
Sembra noioso, eh? Ma permettetemi di finire...

I polimeri in questione sono sei:
- HDPE = polietilene ad alta densità
- LDPE = polietilene a bassa densità
- PTFE = poli(tetrafluoroetilene)
- PET = poli(etilenglicole tereftalato)
- PS = polistirene
- PP = polipropilene
(in realtà ne usiamo sette, aggiungendo il PVC, ma per motivi su cui non mi dilungo, in questo esperimento non ci sarà)

I campioni che distribuiamo agli studenti sono di colore diverso, ma non identificati:
- blu, da una bottiglietta di acqua minerale
- verde, da una bottiglia di shampoo
- rosso, da una bottiglia di acido muriatico
- incolore, da una capsula Petri monouso
- azzurro, dal coperchio di un contenitore per alimenti
- bianco, la rondella di un rubinetto da laboratorio

Attraverso alcune prove di galleggiamento in vari liquidi e di comportamento a caldo, gli studenti sono guidati a riconoscere facilmente questi pezzi di plastica, associandoli al materiale di cui sono costituiti. E’ ovvio che molti di voi saranno in grado di “indovinare” a occhio alcuni di questi campioni, per via della provenienza, tipo il rubinetto in Teflon o la bottiglia dell’acqua minerale, ma non è questo l’esperimento che vi volevo proporre.

Al termine delle prove, per verificare la correttezza delle assegnazioni, proponiamo la seguente esperienza (qui è leggermente modificata, per migliorare l’effetto).

Preparare 5-10 mL di ciascuna delle seguenti soluzioni:
A) K2CO3 45% w/v in acqua
B) NaCl 12% w/v in acqua
C) acqua pura
D) iPrOH 45% v/v in acqua
E) EtOH 60% v/v in acqua
F) MeOH 80% v/v in acqua
In un provettone o cilindro graduato, stratificare le soluzioni esattamente nell’ordine indicato (da A ad F, cioè a densità decrescente). Se le soluzioni sono gocciolate lentamente lungo la parete interna e in prossimità della superficie, si ottiene un’ottima stratificazione [Nota: è facile intuire che se si lavora maldestramente o di fretta vien fuori una schifezza asd asd asd]. Le "interfacce" tra le soluzioni stratificate non sono molto evidenti, ma osservando attentamente si riesce a vederle quasi tutte.
Infine introdurre i sei pezzi di plastica appoggiandoli delicatamente sul liquido soprastante, uno alla volta, in ordine di densità decrescente.
Si ottiene una cosa tipo questa:

[Immagine: Density%20column%20polymers.jpg]

I vari pezzi affondano gradualmente fino ad assestarsi alla quota corrispondente alla loro densità. Semplice e di grande effetto. :-D :-D :-D
Se volete altre informazioni sulla procedura, chiedete pure. E se avete voglia di provare, postate qualche foto!
"They mix some DNA, some skin and a certain spray, you can watch it on a laser screen...
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personalmente sono attratto più da processi di sintesi :-D anche se vado matto per dimostrazioni fisiche particolari, anche se concettualmente semplici tipo questo XP però a livello estetico è figo :-D
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(2012-10-09, 17:53)Sodiometallico Ha scritto: personalmente sono attratto più da processi di sintesi :-D anche se vado matto per dimostrazioni fisiche particolari, anche se concettualmente semplici tipo questo XP però a livello estetico è figo :-D

Rimango dell'opinione che sono queste le separazioni che amo vedere.

saluti
Mario
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ottima separazione! molto utile per riciclare vari tipi di polimeri ''raccolti'' insieme...
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(2012-10-10, 13:08)Chimico Ha scritto: ottima separazione! molto utile per riciclare vari tipi di polimeri ''raccolti'' insieme...

In linea di principio sì, ed è molto didattico. Ma in pratica ovviamente non ha alcuna utilità...

A questo proposito, avevo provato anche con una cucchiaiata di "coriandolini" (tipo 4x4 mm) dei vari materiali insieme per vedere se si riuscisse a farli "affondare" sui vari livelli in un colpo solo...
Ma come era prevedibile non ha funzionato. Succede un po' di tutto: aderiscono gli uni agli altri, si intrappolano bollicine di aria, si appoggiano alle pareti, etc.
Peccato... asd asd asd
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(2012-10-10, 22:01)Hegelrast Ha scritto: In linea di principio sì...
...si intrappolano bollicine di aria, si appoggiano alle pareti, etc.
Peccato... asd asd asd


in realtà se non sbaglio è proprio in base alla densità che si separano...
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(2012-10-11, 16:07)Chimico Ha scritto: in realtà se non sbaglio è proprio in base alla densità che si separano...

Si si certo, scusa, mi riferivo esclusivamente alle condizioni in questo esperimento!!

Ci sono metodi anche su scala piuttosto grossa per la separazione dei rifiuti polimerici che si basano su questo principio. E infatti, se usi soluzioni (o liquidi puri) di densità differente una alla volta, riesci infallibilmente a separare i polimeri più densi da quelli meno densi rispetto al liquido. E' la logica delle prove cui accennavo nel primo post (e che non ho descritto).

I problemi nascono quando hai una delicatissima provettina con i liquidi stratificati con pazienza maniacale e cerchi di buttare dentro una manciata di pezzettini tutti assieme!
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Per chi non credesse che funziona davvero... :-D :-D :-D

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