Состав воска и его физические свойства

Воск является продуктом со сложным органическим составом. Воск вырабатывается в организме пчел и выделяется на поверхности восковых зеркалец, где он скапливается в виде тонких прозрачных восковых пластинок. Именно эти восковые пластинки служат пчелам материалом для строительства сот.
По химическому составу воск очень сложное соединение. В его состав входят три основные группы: сложные эфиры (70 - 75%), свободные жирные кислоты (12 - 15%), углеводороды (11 - 17%). Так же в воске присутствует вода (до 2,5%), ароматические (попадающие в воск из меда и перги и придающие ему своеобразный «медовый» аромат), красящие (от которых зависит светло-янтарный и желтый цвет воска), минеральные и другие вещества. Можно рассмотреть каждую группу более подробно:

  • Сложные эфиры. Образуются они при взаимодействии жирных кислот со спиртами Сложные эфиры - стойкие соединения. Именно по этому сложные эфиры не реагируют с другими веществами. Но они участвуют в реакции омыления: только при кипячении с щелочами разлагаются на кислоту и спирт.
  • Свободные жирные кислоты. Находясь в свободном состоянии, они, как всякие кислоты, могут вступать в реакцию с металлами, реагировать в составе соединения с определенными щелочами. Во время переработки возникает изменение цвета воска. Это явление объясняется наличием свободных жирных кислот в воске.
  • Предельные углеводороды - это органические вещества, в их состав входит углерод и водород.

Характеристика воска
Оценить воск можно с помощью простых характеристик. Рассмотрим самые значимые из них.

Кислотное число – масса едкого калия, необходимого для нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г воска. Выражается в миллиграммах. Кислотное число зависит от количества свободных жирных кислот, содержащихся в воске. Если в воске не присутствуют какие-либо примеси, то кислотное число колеблется в пределах от 18 до 22.

Эфирное число - масса едкого калия, требующихся для омыления сложных эфиров, находящихся в 1 г воска. Выражается в миллиграммах. Эфирное число выражает количественную характеристику содержания в воске сложных эфиров. Для чистого пчелиного воска эфирное число находится в пределах от 71 до 78. Соотношение между эфирным числом и кислотным, как правило, бывает равно 3,5 - 4,2.

Суммируя кислотное и эфирное число, получают еще одну характеристику воска - число омыления. Легко посчитать, что число омыления не выходит из пределов 89 - 97.

Йодное число – масса йода, которое может присоединиться к исследуемому образцу воска весом 1 г. Выражается в миллиграммах. Йодное число показывает количество непредельных жирных кислот олеинового ряда и некоторых других, находящихся в воске. Йодное число желтого воска находится в пределах 10 - 11.

Все отмеченные выше характеристики помогают оценивать различные воска. Но главным назначение характеристик в определение чистоты воска: чистый ли он или содержит какие-либо примеси. Если рассмотреть смешивания пчелиного воска с минеральным воском, то значительно снижаются кислотное и эфирное числа.

Физические свойства
За физические свойства воска отвечают такие параметры как температура плавления и застывания, коэффициент твердости, плотность, степенью вязкости.
Температура плавления (переход от твердого состояния в жидкое) находится в пределах от 61 до 65 градусов.Температура застывания (переход из жидкого состояния в твердое) колеблется в пределах 61 – 63 градусов. Следует отметить, что застывает воск при температуре несколько более низкой (на 0,1- 2 градуса), чем плавится.Если опустить термометр в воск во время, то в начале термометр показывает постепенно снижение температуры. Далее, достигнув примерно 61 – 63 градусов, она некоторое время остается неизменной, после чего происходит затвердевание воска. Остановка на короткий промежуток времени понижения температуры вызывают скрытой теплотой плавления. Именно эту температуру и принято считать температурой плавления воска.

Плотность воска показывает массу одного кубического сантиметра воска. Во время повышения температуры воска на один градус плотность воска уменьшается на 0,0008. Это может говорить о том, что плотность воска зависит от температуры. При нормальных условиях плотность чистого воска колеблется от 0,96 до 0,98. Твердый воск способен плавать на поверхности воды, но в расплавленном воске он тонет. Знание плотности воска важно при определении фальсификации натурального воска.

За твердость воска отвечает коэффициент твердости - время прохождения иглы с поперечным сечением 1,5 квадратного миллиметра под действием груза весом 1 килограмм на глубину в 1 миллиметр. Определение ведут всегда при температуре 20. Для светлого, без каких-либо примесей воска коэффициент твердости составляет 9 – 13. У извлеченного из старых сотов воска коэффициент твердости составляет примерно 4 – 6 Твердость воска очень важное физическое свойство: при производстве вощины: чем тверже воск, тем прочнее вощина. Твердость воска зависит от его качества. При изготовлении вощины рекомендуется применять воск с высоким коэффициентом твердости.

За вязкость воска отвечает сила сцеплением между его внутренними частицами. С помощью ее находят консистенцию и чистоту расплавленного воска. Что бы определить вязкости расплавленного воска, его при постоянной температуре пропускают через маленькие отверстия.