El Hielo Caliente
Siguiendo con el tema de los cambios de estado, vamos a ver otro “falso cambio de estado de agreagación”, un elemento que parece congelarse (pérdida de calor) pero que en realidad es un fenómeno de cristalización de una mezcla metaestable.
El acetato de sodio, también llamado etanoato de sodio, es un producto químico industrial ampliamente utilizado: en la industria textil, en la alimentaria (es el conservante E262, en bajas cantidades, muy utilizado en las patatas fritas), bioquímica… pero especialmente es utilizado en las bolsas de hielo químico caliente. Estas bolsas son unos geles que al ser presionados por el centro, emiten calor.
¿Porqué sucede esto? Si tomamos cristales de Acetato de Sodio y lo mezclamos con agua a una proporción de tres partes de agua por una de acetato (trihidratación) y luego llevamos la mezcla a ebullición (cerca de los 100 grados centígrados), los cristales se funden. Al enfriar rápidamente la mezcla obtenemos una disolución supersaturada de acetato en agua, en forma de gel.
Símplemente presionando en la mezcla , se forma un centro de nucleación que causa la cristalización de la disolución en acetato de sodio sólido. El proceso de cristalización (formación de enlaces) es exotérmico, emitiendo calor. El calor latente de fusión es de 264-289 kJ/kg. Por lo que nuestra vista cree ver la formación de hielo… pero al tocarlo lo notamos caliente.
El acetato de sodio es muy económico, y es comúnmente comprado a los distribuidores de productos químicos, en vez de ser sintetizado en el laboratorio. Es algunas veces producido en el laboratorio experimentalmente por la reacción del ácido acético con Carbonato de sodio, Bicarbonato de sodio, o Hidróxido de sodio para nombrar unas pocas bases que contienen Sodio.
CH3–COOH + Na+[HCO3]– → CH3–COO– Na+ + H2O + CO2
Esta es una reacción conocida como "burbujeo" entre el Bicarbonato de sodio y el Vinagre. 84 gramos de Bicarbonato de sodio reaccionan con 750 g de 8% vinagre para hacer 82 g de Acetato de sodio en solución. Por la posterior evaporación del agua, uno puede obtener una solución mas o menos puro de Acetato de sodio o sus cristales.
Práctica 1:
Un efecto muy espectacular es tomar la mezcla en una botella en la nevera, muy fria, para que sea casi un líquido. Cuando la sacamos de la nevera y la echamos sobre un vaso o plato…¡al llegar al recipiente el líquido parece congelarse, haciendo hielo instantáneo! Aquí podéis verlo en un vídeo.
Práctica 2:
Otro efecto es poner la disolución de acetato en una recipiente tipo Tupper y al tocarlo con un dedo en un punto, desde ese punto se inicia el falso proceso de congelación, emitiendo calor. En este video lo podéis ver explicado (en inglés).
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marta cordero -