Espositori 2018


Plexiglas

Il plexiglas è la macromolecola che si ottiene dalla polimerizzazione del metile metacrilato: si ottiene il polimetilmetacrilato (PMMA).
Le resine di scambio cationico contengono gruppi acidi come –COOH (carbossilico; resina debole) e –SO3H (solfonico; resina forte) che fissano i cationi presenti nell’acqua liberando in soluzione una quantità equivalente di protoni:
2 RCOOH + Me2+  (RCOO)2Me + 2H+
La rigenerazione si effettua facendo passare sulla resina esausta una soluzione di acido cloridrico (HCl) diluito che sposta verso sinistra l’equilibrio sopra scritto. Lo scopo della nostra ricerca è recuperare il plexiglas di scarto trasformandolo in una resina a scambio cationico. L’idrolisi basica trasforma il –COOCH3 del PMMA nel gruppo –COO(–); il successivo trattamento con HCl lo trasforma nel gruppo carbossilico –COOH. Un campione di plexiglas incolore e trasparente è preparato forando, mediante un trapano, lastre da 3 mm e da 6 mm. I trucioli sono ridotti in pezzatura più piccola con un frullatore per alimenti. Il campione è usato sia per registrare gli spettri IR che per l’idrolisi basica. Nel primo esperimento 0.5 g di plexiglas e 35 mL di soluzione di KOH (8.5 % m/V) in etanolo anidro sono posti a riflusso a 82°C per 6 ore, in un pallone da 250 mL. Il secondo esperimento è condotto con 10 g di plexiglas e 100 mL si soluzione etanolica di NaOH al 10% (m/V) mantenuti a riflusso per 65 ore a 84°C. Terminata l’idrolisi la soluzione si separa per decantazione dal solido che è lavato con etanolo basico (pH ≈ 7-8) e poi con etanolo anidro. Il solido è lasciato all’aria per essiccarsi; su questo si registrano gli spettri IR. Il solido è posto poi a contatto con HCl diluito 1:2, per alcuni giorni. Dopo il trattamento acido si recupera il solido che è lavato con acqua deionizzata (pH ≈ 6-7) fino a scomparsa degli ioni cloruro ed è lasciato essiccare all’aria. Il solido così ottenuto è usato per registrare gli spettri IR e per preparare micro-colonne attraverso le quali si fa passare acqua minerale per verificare la capacità della resina di trattenere i cationi. Dopo idrolisi, gli spetri IR del solido mettono in evidenza la comparsa della banda caratteristica dello stretching asimmetrico dello ione COO(–) (1610-1550) a circa 1567 (1° esperimento) e 1555 (2° esperimento). Dopo il trattamento acido, gli spettri IR mostrano la scomparsa di questa banda e la comparsa di una banda a 3228 (1° esperimento) ed a 3200 (2° esperimento) dello stretching del OH del gruppo COOH (3300–2500). Per verificare lo scambio cationico della resina ottenuta, si studia la durezza di un’acqua minerale prima e dopo il passaggio in una micro-colonna costruita con la resina. I risultati confermano che gli ioni Ca2+ e Mg2+, responsabili della durezza dell’acqua sono scomparsi dopo l’eluizione in colonna. Tre sono le evidenze strumentali che lo confermano:
non è richiesto EDTA (acido Etilen Di-amino Tetra Acetico, sale disodico) per misurare la durezza
il pH dell’acqua percolata attraverso la colonna diminuisce passando da circa 8 dell’acqua minerale tal quale a circa 6.3 come previsto dalla reazione di scambio cationico.
lo spettro nella regione del visibile, dell’acqua minerale percolata attraverso la colonna addizionata dell’indicatore NET (Nero Eriocromo T) è identico a quello che si ottiene usando acqua deionizzata e la stessa quantità dell’indicatore NET.
In conclusione la trasformazione del plexiglas in resina di scambio cationico è realizzabile.
Italy


Plexiglas

Gruppo composto da Elisa Ausili, Noor Gholamhazrat Hojat, Lorenzo Soverchia, Istituto di Istruzione Superiore Galileo Galilei

Siamo un gruppo composto da tre persone, Elisa Ausili, Noor Gholamhazrat Hojat e Lorenzo Soverchia. Frequentiamo l'ultimo anno di un istituto tecnico ad articolazione biotecnologie ambientali, e crediamo vivamente nei principi dell'economia circolare. Per questo, abbiamo realizzato una ricerca scientifica sperimentale nei laboratori della nostra scuola con lo scopo di trovare un nuovo metodo per riciclare il Plexiglas.


  B17 (pav. 9) - IIS Galileo Galilei - Jesi (AN)
 2018

Back
 
Dati aggiornati il 19/10/2021 - 16.19.56